Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве литых деталей топок и технологического оборудования. Цель изобретения - повышение окалиностойкости и ударной вязкости. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2.3-2,9; Si 0,8-1,2; Мп 0.3-0,6: Сг 0.3-0,9; V 0.03-0,57; N 0,05-0.3; То 0,04-0.08; Si 0,02-0,OS; оксисульфиды титана и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна То. Sb, а также ввод титана в виде оксисульфидов титана обеспечили повышение окалиностойкости в 1,2-3,8 раза и ударной вязкости в 1.6-1,8 раза. 2 табл.

СОГОЗ СОГ/Е! СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБПИК (я)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЗИ8К

0ИЕ7И-,(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4649868/02 (22) 13.02.89 (46) 15,05.91. Бюл. /ч. 18 (71) Производственное объединение "Гомсельмаш" (72) Е.В. Янин, M,È. Карпенко, А.П. Былинский, С.М. Бадюкова и T,È, Кныш (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 916576, кл. С 22 С 37/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 778855337766, кл. С 22 С 37/10, 1979.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для литых деталей топок и технологического оборудования. Цель изобретения — повышение окалиностойкости и ударной вязкости.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения. Выбор граничных пределов содержания компонентов обусловлен следующим.

Введение хрома обусловлено его высоким легирующим влиянием на. структуру, способностью повышать термическую стойкость и окалиностойкость, фрикционную износостойкость и ударную вязкость при повышенных температурах, что способствует повышению эксплуатационной стойкости деталей, При концентрации хрома до

0,3 мас. его влияние на структуру, окалиностойкость и механические свойства незначительно, а при содержании хрома более

0,9 мас. удлиняется цикл отжига и снижа„„5U ÄÄ 1648988 Al (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве литых деталей топок и технологического оборудования. Цель изобретения — повышение окалиностойкости и ударной вязкости.

Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас. ф: С 2.3-2,9; Si

0,8-1,2; Мп 0,3 — 0,6; Cr 0,3-0,9; V 0,03 — 0,57;

N0,,05 — 0.3; То 0,04 — 0.08; Б 0,02-0,05; оксисульфиды титана и Fe остальное, Дополнительный ввод в состав чугуна To, Sb, а также ввод титана в виде оксисульфидов титана обеспечили повышение окалиностойкости в

1,2 — 3,8 раза и ударной вязкости в 1,6-1,8 раза, 2 табл, ются характеристики ударной вязкости и эксплуатационных свойств, ухудшаются обрабатываемость чугуна резанием.

Азот в количестве 0,05 — 0,3 мас. микролегирует матрицу, измельчает структуру, образуя нитриды и карбонитриды в структуре, повышает ударную вязкость и окалиностойкость. При содержании азота до 0,05 мас.% его микролегирующее влияние недостаточно. а ударная вязкость и окалиностойкость чугуна низкие. При повышении содержания азота более 0,3 мас.% усиливаются процессы коагуляции и выделения неметаллических включений по границам зерен, что снижает пластические свойства и окалиностойкость..

Сурьма (0,02 — 0,05 мас. ) и торий (0,04—

0,08 мас. ) введены как химически активные модифицирующие измельчающие и стабилизирующие матрицу и повышающими однородность структуры и стабильность

1648988

4 фрикционной износостойкости и окалиностойкости при сохранении ударной вязкости и эксплуатационной стойкости. При концентрации сурьмы до 0,02 мас,ф, и тория до 0,04 мас,7(, их модифицирующий эффект недостаточен, а характеристики окалиностойкости, фрикционной износостойкости и надежности низкие. При увеличении концентрации тория более 0,08 мас. g, снижаются однородность структуры и пластические свойства, ухудшаются термическая стойкость и окалиностойкость. Повышение концентрации сурьмы более 0,05 мас.$ удлиняет процесс отжига, приводит к увеличению образования интерметаллидных включений, что снижает ударную вязкость и окалиностойкость.

Содержание легирующих компонентов (алюминий 0,22 — 0,83 мас,ф„ванадий 0,03—

0,57 мас.$) упрочняют металлическую основу, повышают термическую стойкость и акалиностойкость, что способствует повышению эксплуатационной стойкости в условиях теплосмен, При содержании алюминия до 0,22 мас. и вBа нHа ди я д о o 0O,08 мас. $ окалиностойкость и эксплуатационная стойкость недостаточны, а при увеличении концентрации алюминия более 0,83 мас.7( и ванадия более 0,57 мас,g снижаются однородность структуры, ударная вязкость и пластические свойства.

Содержание основных компонентов (углерод 2,3-2,9 мас. $, кремний 0,8 — 1,2 мас, $ и марганец 0,3 — 0,6 мас, ) принято с учетом практики производства ковких чугунов с повышенными характеристиками ударной вязкости и пластических свойств. Верхние пределы их концентрации обусловлены снижением однородности структуры и свойств ковких чугунов в отливках, ухудшением характеристик ударной вязкости и эксплуатационной стойкости. При концентрации основных компонентов менее нижних пре. делов снижаются технологические свойства и окалиностойкость, что снижает эксплуатационные свойства, Введение оксисульфидов титана связано с их положительным влиянием на фрикционную износостойкость и ударную вязкость, обрабатываемость резанием и эксплуатационную стойкость, При концентрации их до 0,02 мас. )(снижаются обрабатываемость резанием, ударная вязкость и фрикционная износостойкость, а при увеличении их более 0,18 мас.7(снижаются окалиностойкость и термическая стойкость.

Плавку чугуна проводили в индукционных печах с тиглями емкостью 150 кг, Перегрев расплава при рафинировании — 1530-1550 С, Разливку металла в литейные формы производили при 1400 — 1420 С.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, алюминий, 40 аэотижелезо, отличающийся тем, что, с целью повышения окалиностойкости и ударной вязкости, он дополнительно содержит торий и сурьму, а титан в виде оксисульфидов титана при следующем

45 соотношении компонентов, мас.$:

Углерод 2,3-2,9

Кремний 0,8 — 1,2

Марганец 0,3-0,6

Ванадий 0,03 — 0.57

50 Храм 0,3.-0,9

Алюминий 0,22-0,83

Азот 0,05-0,30

Торий 0,04-0,08

55 Сурьма

0,02-0,05

Оксисульфиды титана

Железо

0,02-0.18

Остальное

5 Для получения структуры ковкого чугуна образцы диаметром 16 мм и отливки подвергали графитизирующему отжигу с и роведением 1-й стадии графитизации при

960-980 С в течение 3 — 3,5 ч и 2-ой стадии

10 стадии при 700 — 740 С в течение 3,5-4,0 ч.

В табл. 1 приведены составы ковких чугунов после термической обработки.

На стандартных образцах определили временное сопротивление и относительное

15 удлинение. Ударную вязкость определяли на образцах 10х10х55 мм с У-образным надрезом в соответствии с методикой по ГОСТ

9456 — 78, а обрабатываемость резанием— при обработке втулок (деталь КУЖ 04 — 0620 201) с наружным диаметром 40,5 мм и внутренним 24,5 на токарном многорезцовом полуавтомате 1А730. В качестве эталона использовали втулки иэ чугуна АЧК-1 (ГОСТ

1585 — 85).

25 В табл. 2 приведены данные механических свойств, обрабатываемости резанием леэвийным инструментом и окалиностойкости известного и предложенного чугунов.

Как видно из табл. 2, предложенный

30 ковкий чугун благодаря дополнительному вводу тория и сурьмы, а также титана в виде его оксисульфидов обладает повышенной в

1.2-3,8 раза окалиностойкостью и в 1,6-1,8 раза ударной вязкостью.

Таблица 1

Таблица 2

Свойства ковких ч нов

{Известный) Показатели

Временное сопротивление при растяжении,МПа

Ударная вязкость, МДж/м при 600ОС при 900 С

Окалиностойкость при 900 С,г/м ч

Относительная фрикционная износостойкость,7ь при 600 С при 900 С

Относительная обрабатываемость резанием,ф, Экспл ата ионная стойкость, смен.

0,98

0,86

0,5

586

0,96

0,75

1,2

576

0,84

0,66

1,5

0,55

0,29

1.9

184

136

159

127

148

116

128

136

112

Составитель Н.Косторной

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Ш евкун

Редактор А,Долинич

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

Заказ 1500 Тираж 386 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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