Серый чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве центробежнолитых трубных заготовок. Цель изобретения - повышение трещиностойкости, удельной герметичности и снижение литейного брака. Предложенный чугун содержит, мае. %: С 2,9 - 3.6; SI 1,6 - 2.3; Мп 0,3 - 0,8; AI 0,05 - 0,2; Се 0.02 - 0,07; TI 0,03 - 0,12; Р 0,03 - 0,07; N 0,02 - 0.06; Са 0,03 - 0,08; Zr 0,002 - 0.25; Fe остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна циркония позволил повысить его трещиностойкость в 1,27 - 2,06 раза, удельную герметичность в 1,09 - 1,17 раза, а также снизить литейный брак на 6-8%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕНЮЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTKРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4678188/02 (22) 11.04.89 (46) 07.09.91. Бюл. N 33 (71) Бакинский опытно-механический литейный завод им. Воровского (72) Ч.В, Вели — Заде, М.И. Карпенко, Ш.Ш. Шихмиров, Е.И. Марукович и А.М.Т. Бабаев (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР йв 918326, кл. С 22 С 37/10, 1982, Авторское свидетельство СССР

М 815066, кл. С 22 С 37/10, 1979. (54) СЕРЫЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при проиэводстИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливки трубных заготовок центробежным способом.

Цель изобретения — повышение трещиностойкости, удельной герметичности и снижение литейного брака по трещинам.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения.

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

При содержании титана до 0,03 мас. (, раскисляющее и модифицирующее действие недостаточно, а удельная герметичность и трещиностойкость низкие. При увеличении содержания титана более 0,12 мас. (, снижаются однородность структуры, удельная герметичность и механические характеристики., Я2„1675378 Al ве центробежнолитых трубных заготовок.

Цель изобретения — повышение трещиностойкости, удельной герметичности и снижение литейного брака. Предложенный чугун содержит, мас. : С 2,9 — 3.6; Sl 1.6—

2,3; Мп 0,3 — 0,8; Al 0,05 — 0,2; Се 0,02 — 0,07:

Tl 0,03 — 0,12; P 0,03 — 0,07; N 0,02 — 0,06; Са

0,03 — 0,08; ZI 0,002 — 0,25; Fe остальное.

Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна циркония позволил повысить его трещиностойкость в 1,27 — 2,06 раза. удельную герметичность в 1,09 — 1,17 раза, а также снизить литейный брак на 6-8 .

2 табл.

Фосфор повышает жидкотекучесть и технологические свойства, стабилизирует перлитную структуру и повышает удельную герметичность и трещиностойкость. его влияние на технологические свойства и герметичность начинает сказываться с концентрации 0,03 мас., а при увеличении содержания более 0,07 мас. увеличивается отбел, снижаются однородность структуры и удельная герметичность, В предлагаемом чугуне по сравнению с известным введен азот, который способствует повышению технологических свойств благодаря упрочнению металлической основы, повышению твердости литого металла и удельной герметичности. При концентрации азота более 0,06 мас, снижаются стабильность технологических свойств, а при уменьшении его содержания менее 0,02 мас,% существенно снижаются механические

1675378 свойства, удельная герметичность и трещиностойкоссть.

Введение кальция обусловлено его способностью очищать границы литого зерна и повышать удельную герметичность и технологические свойства чугуна.

Его влияние заметно начинает сказываться с концентрации 0,03 мас.7ь, а верхний предел (0,08 мас7ь) обусловлен низкой его растворимостью в чугуне, что снижает технологические свойства и удельную герметичность.

Нижние пределы содержания углерода (2,9 мас. I(,), кремния (1,6 мас. ф,) и марганца (0,3 мас.Щ установлены с целью исключения в структуре чугуна в отливках эвтектического цементита, а верхние пределы по содержанию углерода (3,6 мас.ф,), кремния (2,3 мас. j(,) и марганца (0,8 мас.$) установлены, исходя из необходимости создания условий кристаллизации чугуна в отливках без выделения феррита в процессе охлаждения, снижающего технологические свойства.

Нижние пределы содержания циркония (0,02 мас,$) церия (0,02 мас.$), алюминия (0,05 мас. (,) обеспечивают требуемые прочность, твердость, износостойкость и технологические свойства в отливках, а верхние пределы (соответственно 0.25; 0,07 и 0,20 мас.7ь) — получение литой структуры без образования карбидов и эвтектического цементита и со стабильными технологическими и механическими свойствами, Введение церия в количестве 0,02 — 0,07 мас. стабилизирует перлитную структуру в отливках, измельчает эвтектическое зерно, повышает твердость и герметичность чугуна, уменьшает длину пластинок графита, но при более выСоком количестве церия по границам литого зерна выделяются неметаллические включения, снижая пластические свойства и удельную герметичность. Кроме того, при концентрации церия более 0,07 мас, $ выделяются эвтектический цементит и карбиды в отливках с толщиной стенок

7-15 мм. Сниженйе содержания алюминия менее 0,05 мас.ф не обеспечивает необходимого предела прочности при изгибе и высокой плотности чугуна, а степень отбела отливок отмечается высокая, Плавки проводят в вагранках с применением следующих материалов: литейных чугунов ЛК-2 и ЛК-З, чушковых передельных чугунов М1 и М2, чугунного и стального лома, ферротитана. ферроцерия, силика2,9 — 3,6

1,6 — 2,3

0.3 — 0.8

0,02 — 0,07

0,05 — 0,20

0,03 — 0.12

0,03 — 0.07

0,02 — 0,06

0,03 — 0,08

0.02 — 0.25

Остальное кальция (ГОСТ 4762-71), ферросилиция и других ферросплавов.

В табл. 1 приведен химический состав предложенного и известного чугунов, а в

5 табл. 2 — технологические и физико-механические свойства в отливках, полученных при центробежном литье в окрашенные формы, Трещиностойкость определяют на звездообразных пробах по общей длине

10 трещин, а удельную герметичность на специальных пробах, вырезанных иэ трубных заготовок. Жидкотекучесть определяют на технологических спиральных пробах, а пределы прочности при изгибе и растяже15 нии — на разрывной машине на образцах диаметром 10 мм.

Как видно из табл. 2, предложенный чугун составов 1...3, позволяет получить более высокие показатели технологических

20 свойств в отливках, предела прочности при растяжении и при изгибе и снизить брак по несоответствию структуры при литье тонкостенных труб в окрашенные металлические формы центробежным методом, Анализ ре25 эультатов показывает, что удельная герметичность существенно повышается, значительно улучшаются плотность и механические свойства чугуна.

Как следует из табл, 2 дополнительный

30 ввод в состав предложенного чугуна циркония позволяет по сравнению с известным чугуном повысить трещиностойкость в 1,27—

2,06 раза. удельную герметичность в 1,09—

1.17 раза, а также снизить литейный брак на

35 6 — 87ь.

Формула изобретения

Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, церий, титан, фосфор, азот, кальций и железо, о т л и40 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения трещиностойкости, удельной герметичности и снижения литейного брака по трещинам, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, 45 мас. 7ь:

Углерод

Кремний

Марганец

Церий

50 Алюминий

Титан

Фосфор

Азот

Кальций

55 Цирконий

Железо

1675378

Таблица 1

Таблица 2

Составитель Н. Косторный

Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор Е. Савина

Заказ 2978 Тираж 365 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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