Чугун
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для деталей машин и технологического оборудования. Цель изобретения - повышение трещиностойкости и улучшение обрабатываемости. Новый чугун содержит, мас.%: C 3,63-4,05 SI 2,21-2,56 MN 0,61-1,32 CU 0,002-0,012 AL 0,02-0,07 CA 0,007-0,025 YT 0,03-0,07 LI 0,002-0,08 фосфиды железа 0,07-0,025 нитриды бария 0,005-0,035 FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна YT, LI фосфидов железа и нитридов бария позволил повысить трещиностойкость чугуна в 2,9-4,0 раза, а также улучшить обрабатываемость в 3,03-3,15 раза. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 37 10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4436883/23-02 (22) 06.06.88 (46) 07.01.90. Бюл. У, 1 (71) Производственное объединение ,"Гомсельмаш" (72) Ф.И.Титко, И.И.Карпенко, Е.И.Марукович, С.М.Вадюкова и Н.Н.Господаров (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 648636, кл. С 22 С 37/10, 1977.
Авторское свидетельство СССР
У 1235975, кл.. С 22 С 37/10, 1986. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для
Изобретение относится у металлургии, в частности к разработке составов чугуна для деталей макин.и технологического оборудования.
Цель изобретения - повышение трещиностойкости и улу ппение обрабатываемости.
Выбор граничных пределов содержа-. ния компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен .следующим.
Дополнительное введение литий в количестве 0,002-.0,08 мас.7. оказывает модифицирующее влияние на железоуглеродистый расплав, измельчает структуру, повышает технологические свойства, трещиностойкость при сохранении экономичной скорости резания и улучшения обрабатываемости. При концентрации лития до 0,002 мас.7. вли- яние на достижение цели незначитель„,Я0„„15340 7 А1
2 деталей машин и технологического. оборудования. Цель изобретения — повышение трещиностойкости и улучшение обрабатываемости. Новый чугун содержит, мас.Х: С 3 63-4,05; Si 2 212,56; Nn 0,61-1,32; Со 0>002-0,012;
Al 0,02-0,07; Са 0,007-0,025 Yt
0,03-0,07; 1.ь 0,002-0,08, фосфиды железа 0,07-0,025; нитриды бария 0,0050,035 Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Yt, Li, фосфидов железа и нитридов бария позволил повысить трещиностойкость чугуна в
2,9-4,0 раза, а также улучшить обрабатываемость в 3,03-3,15 раза.
2 табл. ное, а при увеличении его концентрации более 0,08 мас.X снижается обрабатываемость резанием, вязкость разрушения, однородность структуры в разностенных отливках и стабильность качества их обработки резанием.
Нитриды бария вводят как эффективную модифицирующую и графитизирующую добавку, повышающую стабильность структуры и свойств в разностенных отливках, обрабатываемость резанием, трещиностойкость и вязкость разрушения. Микролегирующее влияние нитридов.бария начинает проявляться с концентрации 0 005 мас.Ж, при которой отмечается повышение стабильности структуры, улучшение обрабатываемости, технологических и механических свойств в разностенных отливках. Верхний предел концентрации нит1534087
55 ридов бария ограничен содержанием
0,035 мас., выше которого снижаются снариваемость, трещиностойкость, механические свойства и их стабильность.
Фосфиды железа оказывают перлитиэирующее действие, повышают стабильность свойств в толстых сечениях отливок, при сохранении вязкости разрушения и повьш ении трещиностойкости н обрабатываемости. При концентрации фосфидов до 0,07 мас.Х технологические и механические свойства и обрабатываемость чугуна в отливках низкие, а при концентрации фосфидов железа более 0,25 мас,, усиливается отбел, снижается обрабатываемость, повышается хрупкость и снижается вязкость разрушения.
Иттрий вводят как эфАективную модифицирующую добавку, увеличивающую компактность граАита трещиностойкость, свариваемость и обрабатываемость лезвийным инструментом. EI о концентрация принята от с.одержания
О,ОЗ мас.Х с которого проявляется модифицирующий эффект, повышение технологических свойств и обраба.тываемости, и ограничена 0,07 мас., выше которого снижаются трещиностойкость, вязкость разрушения и обрабатываемость резанием.
Введение алюминия в количестве
0,02-0,07 мас.Х раскисляет, микролегирует расплав, измельчает включения: граАита и свопобствует повьш ению обрабатываемости резанием при сохранении вязкости разрушения„ Нижний предел концентрации (0,,02 мас. ) принят от содержания, с которого начинает проявляться его модифицирующее влияние на размеры графита и вязкость разрушения, и ограничен концентрацией, выше которой увеличивается пористость чугуна, снижается стабильность структуры, обрабатьгваемости резанием и трещиностойкости технологических свойств.
Содержание углерода, кремния и марганца в сером чугуне выбрано с учетом практики производства сложных и разностенных отливок без отбела с хорошей трещиностойкостью, обрабаты,ваемостью, выше и ниже которых ухудшается обрабатываемость. Концентрация меди в предлагаемом чугуне снижается (0,002-0,012 мас. ). так как при более высоких концентрациях усиливаются ликвационные процессы, снижающие однородность структуры, способность свариваться и обрабатываемость резанием.
Введение кальция в состав чугуна в количестве 0,007-0,025 мас. основано на высокой его химической ак.тивности, обеспечивающей очистку границ зерен, получение пластинчатого графита меньших размеров, с притупленными, округлыми концами и повышение трещиностойкости и обрабатываемости резанием. При введении кальция менее 0,007 мас. не обеспечивается перечисленного воздействия на металл, а при концентрации кальция более 0,025 мас. увеличивается количество неметаллических включенийсложного состава, ухудшающих обрабатываемость и способность к варке.
Плавку чугуна проводят в открытых индукционных печах с использованием методов переплава, рафинирования расплава, перегретого до 1450 С, выдержки в течение 3-10 мин, микролегирования фосфидами железа, выпуска в литейный ковш с подогретыми модифицируйг ими добавками нитридов бария, иттрия и лития, и разливки модиАицированного чугуна в сухие жидкостекольные формы при 1400-1430 С. Усвоение нитридов бария 72-7бХ, фосфидов железа 92-95%, иттрия 76-79 и лития 67-71 ..
Дополнительный ввод в состав чугуна Li Yt, фосфидов железа и нитридов бария позволяет повысить по сравнению с известным чугуном трещиностойкость в 2,94-4,03 раза и улучшить обрабатываемость (V, м/мин) в
3 03-3 15 раза.
В табл. 1 приведены химические составы серых чугунов опытных плавок известного состава и предлагаемого, в табл. 2 — данные о механических и технологических свойств серых чугунов.
Формула изобретения
Чугун, содержащий углерод, кремний, мар га нец, медь, алюминий, кальций и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения трещиностойкости и улучшения обрабатываемости, он дополнительно содержит иттрий, литий, фосфиды железа и нитриды бария при следующем соотношении компонентов, мас. :
0,002-0,08
1 534087
3,63-4,05
2,21-2,56
0,61-1,32
0.002-0,012
0,02-0,07
0,007-0,025
0,03-0,07
0,0?-0,025
0,005-0,035
Остальное
Таблица
Чугун
Содержание компонентов, мас. Й
УглеКремний
Литий цосфи- Ит- Кальды же- трий ций леза
Марганец
Апюми- Нитр иий ды б рия
Медь род
Предлагаемый
2
Нзмстямй 2,92 2,3
0 61 0,002 0.07 0,03 0,007 0,002 2,02 0 005 Оеаюлъаое
1 ° 14 О,ОЬ 0,19 0,05 0,009 0,01 0,06 0,012
1 32 0,08 0,25 0,07 0,025 0,012 0,07 0,035
3,63 2,21
3,72 2,43
4,05 2 56
0,05 0 35 0,09 л
1,3
Таблица 2
Продолжительность сверления отверстий на станке
СМ-213, мин
ТрещинастойЭкономичная
Вязкость
Предел прочности при растяжении, 5>, МПа
Чугун разрушения, MrIa M3 скорость ре зания при стойкости кость см резца
60 мин Чч,, м/мин
11,6
9,8
11,0
76,55
79,25
79,75
42,1
45,0
46,5
572
568
8,5
6,2
6,5
18,2
450
25,25
30,0
Составитель Н. Косторной
Техред M. Дидык Корректор А.ОбРУчаР
Редактор Н.Гунько
Заказ 23 Тираж 480 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101
Угле род
Кремний
Марганец
Медь
Алюминий
Кальций
Иттрий
Предлагаемый
2
Известный
Литий
Фосфиды железа
Нитриды бария
Железо
