Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве гидроблоков. Цель изобретения - повышение предела прочности при растяжении и твердости. Новый чугун содержит, мас.%: C 2,9 - 3,4

SI 1,5 - 2

MN 0,7 - 1,1

NI 0,2 - 0,6

CR 0,1 - 0,3

CU 0,2 - 0,5

CO 0,02 - 0,1

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна кобальта позволил повысить σ<SB POS="POST">в</SB> в 1,2 - 1,37 раза и твердость в 1,03 - 1,1 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИж

РЕСПУБЛИН

С 1 1 (19) ОИ (g1)g С 22 С 37/08

А АНКЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ЧУГУН

ГОГ".":уЦАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ

ДО ИЗОБРЕТЕНИЯМИ И ОТКРЫТИЯМ

Г1РИ ГРИТ СССР

I (, =г3 (2 l-Г)2 ., 2.: 1, ., 02, 88

-.0 0,. С-, Н1г,л. Г - 24

Велооусский политехническии ин -, . );-;, Н, -;;;,-,. С. Н. e àõ

; п-.1 -кий. В. р., Канторович, Н, Н,;к-;шин,. В,Ф. Гончаренко, Г i< l;рсагов, .". Н.Лндрианов,, го-ум и Г Os Дндт еев

i 5: 669.! "-- 96 (088.8) г

:,.з".:, >,-,втоэско:-. свидетельство ССP кг. С 22 С 37!08., 1980. l г" и .второ:..ое свидетельство ЬС-Р

:- 1зобретение относится к металлургии,. в частности к разработке состава чуг -на для гидроблоков и гидропа -1 " е"

Н".;:ь =зобретения — повышение предела про -.иост.- при растяжении и тверд()с

Выбор грани-.ных пределов содержа.-;..=я компоне..тов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

".одер":.=-ние углерода в пределах

2,9-3„47 сбеспечива т оптимальные знамены гоафитных включений. При

-,-1ц. =ятра1--,ти его ниже нижнего предела .=,озмо.".;.-. с выделение структурно -свобод "огк :ементита и ухудшение обрабатыва r=:."то:-.:"=- чуг на, Превышенис верхнего

-: †..- - .,г.;ела способ."твует увеличению раз- . — г" ai5. . т-- о 00 r"". что ухудг =-;"-":"ñ ;::àñ.òú корпусной литой дета(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве гидроблоков. Пель изобретения — повышение предела прочности при растяжении и твердости. Новый чугун содержит, мас.Е: С 2,,9-3,4; Si

1,5-2; Мп 0,7-1,1; Ni 0,2-0,6; Cr

0,1-0,3; Си 0,2-0,5; Со 0,02-0,1:

Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна кобальта позволил повысить (7б в 1,2-1,37 раза и твер.дость в 1,03-1,1 раза. 1, табл.

Г ли, снижает механические свойства сплава.

Кремний в пределах 1,5-2,0Е обеспечивает получение перлитной металлической матрицы. Содержание кремния ниже нижнего предела (1.5X) может привести к отбелу чугуна. Превыше- 4 ние верхнего содержания (2,07.) приводит к увеличению ферритной составляющей и снижению механических свойств сплава. Таким образом, содержание углерода и кремния в указанных пределах обеспечивает оптимальные разме- ц ры графитных включений и способствует получению заданной (перлитной) В структуры металлической матрицы.

Марганец — известный стабилизатор перлита в чугунах. Нижний предел содержания этого элемента. обеспечивает перлитную матрицу при толщинах стен1574670 ки отливки до 20 ми. Превышение верхнего предела содержания марганца и содержания хрома на верхнем пределе может привести к появлению цементита и ухудшению в связи с этим обрабатываемости чугуна.

Хром — известный карбидообразующий элемент. В выбранных пределах содержания (О, 1-0, 3) он обеспечивает полу- 10 чение заданной металлической матрицыдля отливок с толщиной стенок 5-30 мм.

Превышение верхнего предела его содержания (0,37) приводит к выделению первичных карбидов, ухудшает обраба- 15 тываемость и снижает механические свойства чугуна.

Никель и медь — сильные перлитизаторы чугунов, уменьшают структурную чувствительность сплава к толщине 20 стенки отливки, повышают дисперсность перлита. Все это повышает жесткость литой детали, предел текучести материала и, как следствие, снижает деформацию корпусных отливок, работаю- 25 щих при высоких давлениях. Нижние пределы содержания указанных элементов (0,2X) обеспечивают получение определенного эффекта, превышение верхних пределов содержания (0,6 и

0,57. соответственно) значительно повышает стоимость литья, не приводит к заметному увеличению стабилизации структуры сплава при различных толщинах литья, а в некоторых случаях при наличии тепловых узлов в отлив-, ках приводит за счет ликвации этих элементов к обратному эффекту.

Наличие кобальта в указанных пределах (0,02-0, 1X) существенно сни- 40 жает деформацию корпусов, имеющих, как правило, цилиндрическую форму.

Сложный механизм влияния кобальта реализуется через комплекс взаимосвязанных факторов: усиление воз- 45 действия никеля и меди за счет комплексного легирования; повьппение прочности внутрикристаллической связи структурных составляющих пластинок цементита и феррита, входящих в эвтектоидный перлит; повышение дисперс50 ности структурных составляющих перлита и межзеренной связи.

Нижний предел обусловлен ощутимым

55 влиянием кобальта на вьппеуказанное свойство, верхний предел — заметным отсутствием прироста положительного эффекта, Важное значение имеет также сбб 1 ношение легирующих элементов в сплаве. Оптимальные свойства достигаются при сумме никеля, кобальта и меди, равной 0,6-1,07.. Ниже нижнего предела указанной суммы не достигается требуемый эффект, вьппе верхнего предела данной суммы заметно увеличивается стоимость, сплава.

Ограничения по содержанию примесей: фосфора до 0,17. титана до

0,017.; азота до 0,0067., препятствуют снижению прочностных характеристик и пористости отливок для гидроаппаратуры.

Пример. Для исследования механических известного и предложенного составов чугунов были выплавлены в 60 †килограммов индукционной печи сплавы на нижнем, среднем и верхнем уровнях содержания ингредиентов для чугуна предлагаемого состава и на среднем уровне для.известного чугуна. Доводка по химическому составу осуществлялась с использованием соответствующих ферросплавов.

Деформацию корпусных отливок гидроаппаратуры оценивали на конкретной ,цетали — корпусе насоса-дозатора, по относительному объему дросселируемой жидкости между штоком и корпусом насоса-дозатора при давлениях 100 и

200 атм за единицу времени (за единицу объема принимался объем дросилируемой жидкости при давлении 100 атм, его соотносили с объемом истекшей жидкости при давлении 200 атм).

Деформируемость корпусов гидроузлов — это сложная эксплуатационная характеристика, которая определяется целым рядом механических свойств: пределом текучести, твердостью, прочностью материала.

Химические составы и уровень свойств известного и предложенного чугуна приведены в таблице.

Как следует из таблицы дополнительный ввод в состав чугуна кобальта позволил повысить по сравнению с известным чугуном предел прочности (7 в 1,2-1,37 раза и твердость НВ в

1,03-1,1 раза.

Ф о р мул а и з о б р е т е ни я

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, медь и железо, отличающийся

2,9-3,4

1,5-2,0

0,7-1,1

Хииические свойства и уровень свойств известного и предлагаеного чугуна

Механические свойства

Хиыический состав, иас.г

Пределы содерканин ннС Si Mn Ni Ct Cu Со QNi, Fe

G, нв

НПа гредиентов

0,6

1,15 .Ост

215 205

0,55 0,3

3,3 2,0

0,8 невест- Средний иый

Предловенный

О ° 6 . Ост

0,86 Ост

1,0 Ост

260 212

285 285

295 225

О,02

0,06

О,1

0,38

0,25

0,5

Ог О,1

0,6 0,2

О, О,3

0,7

О ° 9

1,1

Нивний 2,9 1,5

Средний 3,1 1,7

Верхний 3,4 2,0

Составитель Н.Косторной

Техред М. Дидык Корректор В.Кабаций

Редактор Л.Пчолинская

Заказ 1760 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

5 157467 тем, что, с целью повьппения предела прочности при растяжении и твердости, он дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод

Кремний

Марганец

0 б

Никель 0,2-0,6

Хрем О, 1-0,3

Медь 0,2-0,5

Кобальт 0,02-0,1

Железо Остальное в качестве примеси чугун содержит фосфор до 0,1Х,титан до 0,01Х и азот до 0,006Х.