Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок - корпусных деталей. Цель изобретения - повьпление малоцикловой усталости, улучшение обрабатываемости, а также увеличение механических свойств. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: С 2,83-3,35; Si 2,21- 2,56; Мп 0,61-1,32; Си 0,002-0,012; А1 0,08-0,25; Са 0,007-0,02; Ва 0,12- 0,5; фосфиды титана.О,11-0,45; нитриды лантана 0,07-0,12 и Fe остальное . Дополнительный ввод в состав чугуна Ва, фосфидов Ti, нитридов La обеспечивает повышение малсцикловой усталости в 1,23-1,49, улучшетше обрабатыаемости в 1,24-2,06 раза, увеличеьше 1,05-1,07 раза, вязкости разрушения в 1,24-1,6 раза. 2 табл. (Л

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1434002 А 1 ся) 4 С 22 С 37/10

ФОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4237894/31-02 (22) 02.04.87 (46) 30.10.88, Бюл.. У 40 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) В.Г.Серебряков, Б,К,Святкин, М.И,Карпенко, E.È.Ìàðóêîâè÷ и С.М.Бадюкова (53) 669.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1052557, кл, С 22 С 37/10, 1983, Авторское свидетельство СССР

Ф 1235975, кл. С 22 С 37/10, 1984. (54) (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок — корпусных деталей. Цель изобретения - повышение малоцикловой усталости, улучшение обрабатываемости, а также увеличение механических свойств ° Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,83-3,35; Si 2,212,56; Мп Ою61 1э32; Си Оэ002 01012;

Al 0,08-0,25; Са 0,007-0,021 ;Ва 0,120,5; фосфиды титана.0,11-0,45; нитриды лантана. 0,07-0,12 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ва, фосфидов Ti, нитридов La обеспечивает повьппенне малоцикловой усталости в 1,23-1,49, улучшение обрабатыаемости в 1,24-2,06 раза, увеличение о в 1,05-!,07 раза, вязкос- ф ти разрушения в 1,24-1,6 pasa. 2 табл, 1434002

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для. разностенных корпусных литых деталей, 5

Цель изобретения — повышение малоцикловой усталости, улучшение обрабатываемости, а также увеличение механических свойств.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения (табл,1 и 2). Дополнительное введение нитридов лантана в количестве 0,07-0,12 мас.X оказывает модифицирующее влияние на. железоуглеродистый расплав, измельчает структуру, повышает малоцикловую усталость при сохранении эконо- мичной скорости резания и улучшении обрабатываемости. При концентрации нитридов лантана до 0,07 мас.% влияние на структуру, малоцикловую усталость незначительно, а при увеличении концентрации более 0,12 мас.% ухудшается обрабатываемость резани- 25 аи, снижаются малоцикловая усталость, однородность структуры в раэностенных отливках и стабильность качества их обработки на гибких производственных модулях и станках с ЧПУ.

Барий введен как эффективная микролегирующая добавка, повышающая стабильность структуры и свойств в раэ1 ностенных отливках, улучшающая обрабатываемость резанием и малоцикловую ! усталость. Микролегирующее влияние бария начинает проявляться с концентрации 0,12 мас.%, при которой отмечаются повышение стабильности струк" туры, улучшение обрабатываемости и механических свойств в разностенных отливках, Верхний предел концентрации бария ограничен 0,5 мас.%, выше которого снижаются малоцикловая усталость, механические свойства, их стабильность в тонких и толстых сечениях, f

Фосфиды титана оказывают перлитизирующее действие, повышают стабильность свойств в толстых сечениях отливок при сохранении обрабатываемости и повышении малоцикловой усталости.

При концентрации фосфидов до О, 11 мас. X механические свойства чугуна в отливках низкие, а при концентрации фосфидов титана более 0,45 мас,% усиливается отбел, снижается обрабатываемость, повышается хрупкость и снижаю1ся мХлоцикловая усталость и вязкость разрушения, Введение алюминия в количестве

0,08-0,25 мас,% раскисляет, микролегирует расплав, измельчает включения графита и способствует повышению обрабатываемости резанием и вязкости разрушения при сохранении малоцикловой усталости. Нижний предел концентрации (0,08 мас.%) принят от содержания, с которого начинает сказываться его влияние на размеры графита и вязкость разрушения, и ограничен концентрацией, выше которой снижаются стабильность структуры, обрабатываемость резанием и малоцикловая усталость.

Содержание углерода, кремния и марганца в сером чугуне выбрано с учетом практики производства разностенных корпусных отливок без отбела с хорошей обрабатываемостью иповышенной малоцикловой усталостью и ограничено пределами, выше и ниже которых ухудшается обрабатываемость, Концентрация меди в предложенном чугуне снижена до 0,002-0,12 мас,%, так как при более высоких концентрациях усиливаются ликвационные процессы, снижающие однородность структуры„ малоцикловая усталость и обрабатываемость резанием.

Введение кальция в состав чугуна в количестве 0,007-0,02 мас,X основано на высокой его химической активности, обеспечивающей очистку границ зерен, получение пластинчатого графита меньших размеров с притупленными округлыми концами и повышение малоцикловой усталости и сбрабатываемости резанием, При введении кальция менее

0,007 мас.% перечисленное воздействие на металл и повышение малоцикловой усталости, не обеспечиваются, а при концентрации кальция более

0,02 мас.% увеличивается количество неметаллических включений сложного состава, ухудшающих обрабатываемость и малоцикловую усталость, Опытные плавки серых чугунов проведены в открытых индукционных печах с использованием методов переплава, рафинирования расплава, перегретого цо 1450 С, выдержки в течение 3—

10 мин, выпуска в литейный ковш с перегретыми микролегирующими и моди-. фицирующими добавками и разливка модифицированного чугуна в сухие жидкостекольные формы при 1400-1430 С, Ус1434002

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Х

° °

Чугун

Угле- Крем- Марга- Ба- Фосфи- Каль- Медь Алю- Нитрирод ний нец рий ды ти- ций ми- ды лантана ний тана

Железо

Предложенный варианты

2,83 2,21 0,61 0,12 O,ll 0,007 . 0,002 0,08 0,07 Остальное

3,12 2,43 1,14 0,26 0,19 0,009 0,01 0,19 O,l

3 35 2 56 1 32 О 5 О 45 О 02 О 012 О 25 О 12

Извест, ный

0 05 0,35 0,09

2,92 2,3 1,3 воение бария составило 76-79Х, фос" фидов титана — 90-93Х и нитридов лан.тана — 88-91Х.

В табл,1 приведены химические сос5 тавы серых чугунов опытных плавок известного и предложенного составов, в табл.2 - данные о механических и технологических свойствах серых чугунов, Обрабатываемость резанием оценива-.lp ют по экономичной скорости резания на металлорежущих станках с ЧПУ и . гибких производственных модулях при глубине резания 1,5 мм, подаче 0,7—

0,75 мм/об, и стойкости резца в

60 мин. Малоцикловую усталость определяют на плоских образцах по стандартной методике на копре ДСО с массой падающей бабы 5 кг и высотой падения 21 мм, 20

Как видно из табл.2, предложенный серйй чугун имеет повышенные характеристики обрабатываемости резанием в 1,24-2,06 раза, малоцикловой усталости — в 1,23-1,49 раза, увеличение 25

6 в 1,05-1,07 pasa, вязкости pasрушения — в 1,24 - 1,6 раза, Формула изобретения

Чугун1 содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения малоцикловой усталости, механических свойств,, улучшения обрабатываемости, он дополнительно содержит барий,, фосфиды титана и нитриды лантана при следующем соотношении компонентов, мас.й

Углерод 2,83-3 35

Кремний 2,21-2,56

Марганец 0,61-1,32

Медь .О, 02-0, 012

Алюминий О, 08" О, 25

Кальций О, 007-0, 020

Барий О, 12-0, 50

Фосфиды титана 0,11-0,45

Нитриды лантана 0,07-0,12

Железо Остальное! 434002

Таблица 2

Вязкость врастав чугуна

Экономичная скорость реМалоцикразрушеэ

МПа/м зания при стойкости резца в

; 60 мин,м/мин

Предложенный

407

465

33 5-48,0

37,4-55,7

472

44,0

445

42,1

432

36,5-44,6

485

Известный

330

23,1-27,0

27,5

44 1

Составитель Н.Косторной

Редактор А,Маковская Техред N.дндык Корректор Э.Лончакова

Заказ 5518/29 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел прочности при растяжении, MIIa ловая устало с ть, тыс,циклов