Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в качестве конструкционного материала. Цель изобретения - повышение технологических свойств. Чугун содержит, мас.% C 3,4-3,9

SI 1,7-2,1

MN 0,1-0,3

CU 0,02-0,07

AL 0,01-0,07

CA 0,002-0,01

CL 0,002-0,007

фосфиды марганца 0,012-0,075

N 0,002-0,006

FE остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна CL,N и фосфидов марганца позволяет повысить технологические свойства: σ<SB POS="POST">в</SB> в 1,18-1,28, жидкотекучесть в 1,35-1,40 раза, экономичную скорость резания V<SB POS="POST">эл</SB> в 2,35-2,74 раза и трещиностойкость в 1,8-3 раза по сравнению с известным чугуном. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU„„l 548245 (51) 5 С 22 С 37/10

А1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ е

ПРИ ГКНТ СССР., g if

" l (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна.

Цель изобретения — повышение технологических свойств ° и А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4435198/23-02 (22) 02 ° 06.88 (46) 07.,03.90. Вюл. Р 9 (71) Производственное объединение

"Гомсельмаш" (72) P.Н.Адамович, С.М.Перекрестов, М.И.Карпенко, Е.И.Янини С.М.Вадюкова (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1109460, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1235975, кл. С 22 С 37/10, 1984.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующиме

Дополнительное введение церия . обусловлено его модифицирующим влиянием и высокой химической активностью, что способствует повышению компактности графита и технологических свойств. При концентрации церия до

0,002 мас.% его модифицирующее влия, ние и технологические свойства недостаточны, а при концентрации его более 0,007 мас.% повышается содержание в чугуне неметаллических вклюкачестве конструкционного материала.

Цель изобретения — повышение технологических свойств. Чугун содержит, мас.%:С 3,4-3,9; Si 1,7-2,1; Ип

0,1-0,3; Си 0,02-0,07; Al 0,01-0,07;

Са 0,002-0,01; Се 0,002-0,007; фосфиды марганца 0,012-0,075; N 0,0020,006; Fe остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна

Се, N и фосфидов марганца позволяет повысить технологические свойства:

bg в 1, 18-1,28, жидкотекучесть в

1 35-1,40 раза, экономичную скорость резания Ч,„ в 2,35-2, 74 раза и трещиностойкость в 1,8-3 раза по сравнеI нию с известным чугуном. 2 табл. чений, снижаются технологические свойства и стабильность структуры.

Азот в количестве 0,002-0,006 мас.% способствует повышению дисперсности структуры благодаря образованию нитридов и ее стабильности, что обеспечивает улучшение обрабатываемости чугуна резанием, пластических и технологических свойств. При концентрации азота до 0,002 мас. его влияние на дисперсность структуры, пластические и технологические свойства недостаточны, а при увеличении содержания азота более 0,006 мас.% отмечается образование нитридов IIQ границам зерен, что снижает трещиностойкость, стабильность структуры и технологических свойств.

Введение алюминия способствует раскислению и моднфицированию рас.плава, связыванию азота в нитриды

3 1548245 4

20 алюминия, что обеспечивает повышение стабильности чугуна в отливках, его пластических и технологических свойств. Нижний предел содержания алюминия принят с концентрации (0,01 мас.7), с которой отмечается повышение пластических и технологических свойств, а ограничен..верхним пределом (0,07 мас.7), выше которого растет пористость и снижаются технологические свойства.

Ъ

Фосфиды марганца оказывают перлитиэирующее влияние на структуру, измельчают ее, повышая технологические свойства и стабильность обрабатываемости чугуна резанием. Верхний предел концентрации фосфидов марганца обусловлен образованием фосфидной эвтектики с повышенной твердостью, снижением технологических свойств -и ухудшением обрабатываемости чугуна резанием, а при концентрации фосфидов марганца менее 0,012 мас.7 снижаются технологичес-25 кие свойства и укрупняется структура.

Введение кальция основано на его высокой химической активности и спо-1 собности к сфероидизации графита и очистке границ зерен, что обеспечивает повышение технологических свойств. При концентрации кальция ниже 0,002 мас.7. »е обеспечиваются усиление модифицирующего эффекта,„ повышение однородности структуры и технологических свойств, а при кон( центрации кальция вьш е верхнего предела увеличивается содержание неметаллических включений сложного состава, ухудшающих обрабатываемость 4р резанием, пластические и технологические свойства.

Содержание углерода, кремния и марганца обеспечивает исключение образования эвтектического цементита в структуре и отсутствие отбела в отливках и принято с учетом практики производства разностенных отливок с хорошей обрабатываемостью и высокими технологическими свойствами, 50 при этом содержание их ограничено пределами, выше и ниже которых ухудшаются пластические и технологические свойства.

Верхний предел концентрации меди снижен до 0,07 мас.7., так как при более высоких ее содержаниях усиливаются ликвационные процессы, снижаются однородность структуры и технологические свойства. При концент= рации меди до 0,02 мас.7 укрупняется структура, снижаются жидкотекучесть и технологические свойства чугуна.

Пример. Опытные плавки чугунов проводят в высокочастотной индукционной 150-килограммовой печи с кварцитовой футеровкой. На дно тигля загружают фосфиды марганца и 757.-ный ферромарганец, которые смешаны в соотношении 1:5. Затем загружают литейные и передельные чугуны, чугунный лом 17а, стальной лом 1А и возврат производства. После расплавления шихты в тигель присаживают цианамид кальция и медь М1 а при выпуске расплава в ковш при заполнении его объема на 1/3 вводят модифицирующую смесь из гранулированного алюминия марки АВ 97 и, ферроцерия. Из модифицированных чугунов отливают технологические пробы, образцы и отливки в песчано-глинистые литейные формы.

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.

Жидкотекуч ес т ь чугуна опр еделяют на спиральной технологической пробе

Кери, а склонность к образованию трещин — по технологической звездообразной пробе высотой 146 мм, с минимальным диаметром 75 мм и максимальным диаметром 500 мм.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства чугунов опытных плавок °

Электроэрозионную стойкость определяют на цилиндрических 16 мм образцах на электроэрозионной установке с использованием переменного тока короткого замыкания от 250 до 280 А и частоты короткого замыкания

60 мин, .

Как видно из табл.2, предлагаемый чугун обладает более высокими характеристиками экономичной скорости резания, трещиностойкости, эроэионной стойкости и других технологических свойств, чем известной серый чугун.

Дополнительный ввод в состав чугуна Се, N и фосфидов марганца позволил повысить s в 1, 18-1,28 раза, жидкотекучесть в 1,35-1,40 раза, экономичную скорость резания в 2,352,74 раза, трещиностойкость в 1,83 раза.

1 1548245

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальцийижелезо, отличающий— с я тем, что, с целью повышения технологических свойств, он дополнительно содержит иберий, фосфиды марганца и азот при следующем соотношении, мас.7:

1О

Чугун

Химический состав, мас.7

Фосфиды Азот марганца

Угле- Крем- Mapra род ний нец

Медь Алюми- Кальний ций

Церий

Железо

Известный 3 4 1 6 О 7 О 3 0 01 О 03

Остальное

0 002

0,005

0,006

0,001

0,011

34 1 7 01

36 20 02

3,9 2,1 0,3

32 16 007

4,1 2,2 0,5 н

Il

«tl»

31

0,02 0,01

0,05 0,05

0,07 0,07

0,01 0 005

О, 1 0,09

0,002

0,005

0,010

0,001

0,03

О, 002

0,005

0,007

0,001

0,009

0,012

О, 053

О, 075

0,006

О, 12

Таблица 2

Термические напряжения в решетчатых про бах, МПа

Трещиностойкость

Предел прочности при растяжении, МПа

Жидко текучесть

Чугун

Электроэрозионная стойкость, г/м2 гс

Экономичная скорость резания при стойкости резца 60 мин, м/мин см см

58, 5 1 7, 6 23, 5-27, 0 153-1 78

121-132

105-116

112-127

79,5 82,0

80,5

56,5-62, 5

63,0-71,0

65,5-73,0

12;5

7,1

10,5

561

12

Составитель Н.Косторной

Редактор И.Дербак ТехредЛ,Сердюкова Корректор И. Эрдейи

Заказ 115 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101

Предлагаемый

2

4

Известный 445

Предлагаемый

2

Углерод

Кремний

Марганец

Медь

Алюминий

Кальций

Церий

Фосфиды марганца

Азот

Железо

3,4-3, 9

1,У-2,1

О, 1-0,3

0,02-0,07

0,01-0, 07

0,002-0,010

0,002-0,007

О, 012-0, О 75

0,002-0,006

Остальное

Та блица 1