Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении литых деталей гидроаппаратуры. Цель изобретения - повышение гидроплотности. Новый чугун содержит, мас.%: C 2,5 - 3,3

SI 2,1 - 2,6

MN 0,005 - 0,04

MG 0,002 - 0,02

V 0,05 - 0,45

YT 0,06 - 0,15

CA 0,002 - 0,01

SB 0,05 - 0,12

CO 0,03 - 0,12

SN 0,002 - 0,12

TIN 0,005 - 0,08 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна SB, CO, SN и азота в виде TIN позволили повысить гидроплотность чугуна в 1,3 - 1,35 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.»SU„„1

2 А1, (51) 5 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4411271/31-02 (22) 25.03.88 (46) 30.01.90, Бюл. и 4 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К. Святкин, M.È.Êàðïåíêî, Ю.Г. Серебряков, С.М.Бадюкова и П.М.Арсагов (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 - 603678, кл. С 22 С 37/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

Ф 622862, кл. С 22 С 37/10, 1977. (54) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для литых деталей гидроаппаратуры, Цель изобретения — повьппение гидроплотности.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

Введение ванадия обусловлено его высокой химической активностью, способностью повьппать содержание перли-. та в структуре, измельчать графит, повьппать фактор его формы и плотность чугуна, что обеспечивает значительное повьппение гидроплотности..При концентрации ванадия до 0,05 мас.% повышение кольцевой прочности и герметичности несущественное, а при концентрации его более 0,45 мас.% увеличивается отбел, концентрация неметаллических включений и карбидов в струк2 (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении литых деталей гидроаппаратуры, Цель изобретения — повышение гидроплотности. Новый чугун содержит, мас.%: С 2,5-3,3, Si 2,12,6; Мп 0,005-0,04, Mg 0,002-0,02;

V 0,05-0,45; Jt 0,06-0,15; Са 0,003 0,01; Sb 0,05-0,12; Со 0,03-0 12; Sn

0,002 — О, 12; TiN 0,005-0, 08 и f e остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна.

Sb, Co, Sn и азота в виде TiN позволил повысить гидроплотность чугуна в 1,3-1,35 раза. 2 табл. туре, что снижает герметичность и С ударную вязкость и не обеспечивает приращение эффекта (повышения гидроплотности)

Иттрий оказывает отбеливающее и сфероидизирующее влияние на структуру, м рафинирует расплав, способствуя повы- Щ шению прочности, плотности и герметич- ©р ности. При концентрации иттрия до

0,06 мас.% его влияние на структуру, свойства чугуна и герметичнсоть сказывается незначительно, а при повышении концентрации висмута 0,15 мас.%

1 увеличивается угар и содержание неметаллических включений, ухудшается форма графита, снижается плотность, герметичноСть и износостойй кость, Нитриды титана в количестве 0,0050,08 мас.% измельчают графит и структуру, повьппают прочность, твердость и герметичность чугуна. Их содержание

1539229 оп ред елено 3K cIT ppименталь но и огра— ничено пределами, вьппе верхнего из которых ло границам зерен появляются неметаллические включения и снижается герметичность, а ниже нижнего предела, дисперсность структуры, твердость и гидроплотность находятся на низком уровне.

Магний оказывает модифицируч(1щее де!(ствие,увеличивает содержание перлита в структуре,дисперсность H компактность графита, что способствует увеличению плотности и герматичности.

Влияние магния начинает проявляться устойчиво с концентрации О, 002 мас.% но при повышении концентрации их о-. лее 0,02 мас,X увеличивается отбел, снижается трещиностойкость, плотность чугуна и гидроплотность. 20

Кальций в количестве 0,0020,01 мас.7. очищает границы зерен и повышает герметичность. При содержании более 0,01 мас.X кальций оказы-. вает графитизирующее действие и снижает плотность и герметичность чугуна. При концентрации кальция до

0,002 мас.X увеличивается концентрация неметаллических включений в чугуне, снижается компактность графита, 30 герметичность и надежность деталей гидроаппарачуры.

Содержание основных Ko»IIoHPHToB (углерод 2,5-3,3 »ac.X, кремний

2,1-2,6 мас.% и марганец 0,00535

0,04 мас.%) пр..(нято с учетом практики производства герметичных отливок из высокопрочных чугунов для деталей гидрооборудования и соответствует оптимальной концентрации.

Металлы из группы, содержащей сурьму, олово, кобальт в названных количествах, стабилизируют структуру и повышают содержание перлита, плотность и герметичность чугуна, 45 но при концентрации более 0,12 мас.7 каждого увеличивается конценчрация карбидов и их ликвация, снижаются упруго-пластические свойства и герметичность чугуна в отливках.

Из состава предложенного чугуна исключен церий, так как он увеличивает содержание вер»икулярного графита, снижающего упруго-(тласч.ические свойства, что способствует сНН

55 жению TIJIoTH(r(TI(и уделт ной герметич— ности .

Вып !Iа Tr $" 1 1 у ноlч проводя 1 Б (тк phl тl (Х ИН!(УК!!1!(111НЫХ 11РЧ Я Х . Т(РИ C Ill I rllr.(Õ

ПЛаВКаХ ЧУГУНОВ ИСП(1Л! ЗУI(Т ((.таппн— зированнь!е QKатьпии, чугунный ло», предельные чугуны, возврат собств(иного производства, Технология плавки включает в себя расплавление металлизированных окатышей, передельного чугуна и чугунного лома, введение возвраra собственного производства, науглероживание расплава, введение ферросилиция, ферромарганца и силикокальция, микролегирование феррованадием, кобальтом, сурьмой, оловом, модифицирование магниевой лигатурой, натридами титана и иттрнем. Заливку литейных форм производят модифицированным чугуном при 1380-1400 С.

В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.В табл.2 представлены мехнические свойства и гидроплотность чугуна в отливках.

Испытания на гидроплотность проводят на специально. изготовленных образцах, вырезанных из центральной части ступенчатых технологических проб . Бремя выдержки опытных образцов при испытании были постоянным и составляло 1.5 с. Определение кольцевой прочности производят на трубных образцах, механических свойств на стандартных образцах, а износостойкость — Ilo ГОСТ 23.204-78.

Как видно из табл.2, предложенный чугун благодаря дополнительному вводу сурьмы, олова, кобальта и азота в виде нитридов, титана, имеет повышенную в 1,3-1,35 раза гидроплотность.

Формулaизобретeíèÿ

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, ванадий, иттрий, кальций, азот и железо, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения гидротчлотности, он дополнительно содержит сурьму, кобальт и олово, а азот содержит в виде нитридов титана при следующем cootHoшении компоненчов, мас.7o:

Углерод 2,5-3,3

Кремний 2.,1 — 2,6

Марганец 0,005-0,04

Магний 0„002-0,02

Ванадий 0,05-0,45

Иттрий 0,06-0,15

Кальций 0,002-0,01

Сурьма 0,.05-0,12

I 539229

Кобальт

Олово

0,03-0,12

0,002-0,12

11итриды титана 0,005-0,08

Железо Остальное

Таблица 1

ХимическиЛ состав, мвс.2

Чугун

) Нитрипм Х1елезо тнтвив

Креи- Йаргв- Гурь- 1 УоВвнзОлово

7... 1,. 1- ?„-.1,.

Угле"

1,"l 1...

Ит- КвльИвгнир триР g цнп

0,05 0,002 0,03 0 05 0,06

О,ПВ 0,08 0,08 0,25 0,12

0,12 0,17 0,12 0.45 0,15

0,002 0,005 Пствльное

0,007 0,03 Остальное

0.01 0,08 Остальное

Остальное

0,08

0,05

0,1

0,01

2,0 0>4

3,4 ь

П р н и е ч в н и e . Известнмл чугун соперкит 0,022 взотв.

Таблице

Чугуз

Кольоеввя прочность, Ирe

Износостолкость по

ГОСТ 23.204.78

Твердость, ПВ относит, абсолют. г/м ° ч

230

0,23

1,30 12,0

170 I,35

212

Известнмл

Преллагве«з 1 !

400

96П

230 I 48 1,56 10,0 0,18

2Э7 1,57 1,68 9,3 0,15

235 1,62 1,64 9,5 0,16

5Э5

406

438

4Э2

Составитель Н.Косторной

Техред П.Серд!Окова Корректор H.111ароши

Редактор И. Сегляник

Заказ 193 Тираж 480 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьг! ну!и при ГКНТ СССР

11303 5, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. /1/5

Производственно--издатель< кий комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,!01

Преллагвемып 1

3

Известныл Е

2,5

2,7

3,3

Препел прочности прн растякеннн, ИПв

2,6 0,005

2,3 0,01

2 I 0,04

Удельная гипроплотиость кгс/см с оэФфииент олговечостн

0,002

0,005

0,02

Скорость коррозии мм/ч, в рвсплвве алюминия