Серый чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве разностенных корпусных литых деталей Цель изобретения - улучшение обрабатываемости и повышение малоцикловой усталости . Новый чугун содержит, мас.%: С 2,7 - 3,3; SI 2,2 - 2,9; Мп 0,2 - 0,45; Си 0,35 - 0,65; AI 0,35 - 1,0; Са 0,03 - 0,06; Ва 0,002 - 0,02; фосфиды железа 0,20 - 0,45; нитриды магния 0,02 - 0,07; нитриды церия 0,002 - 0,01 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бария, фосфидов железа, нитридов магния, нитридов церия позволяет повысить малоцикловую усталость в 1,3 - 1,35 раза и улучшить обрабатываемость в 2,1 - 2,65 раза 2 табл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (! I ) (5I)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4737404/02 (22) 22.06,89 (46) 30.09.91. Бюл. Q 36 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б,К.Святкин, М,И.Карпенко, С.М.Бадюкова и М,Б.Егорова (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР (Ф 926057, кл. С 22 С 37/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР М 1235975, кл, С 22 С 37/10, 1984. (54) СЕРЫЙ ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для производства разностенных корпусных деталей.

Цель изобретения — улучшение обрабатываемости и повышение малоцикловой усталости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого соста- ва обусловлен следующим.

Введение нитридов магния в количестве 0,02 — 0,07 мас,$ оказывает модифицирующее влияние на железоуглеродистый. расплав, измельчает структуру, повышает малоцикловую усталость при сохранениии экономичной скорости резания и улучшения обрабатываемости. При концентрации нитридов магния до 0,02 мас.g влияние на структуру, малоцикловую усталость незна(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве разностенных корпусных литых деталей, Цель изобретения — улучшение обрабатываемости и повышение малоцикловой усталости. Новый чугун содержит, мас.7: С 2,7—

3,3; Si 2,2 — 2,9; Мп 0,2 — 0,45; Си 0,35 — 0,65:

Al 0,35 — 1,0; Са 0,03 — 0,06; Ва 0,002 — 0,02; . фосфиды железа 0,20 — 0,45; нитриды магния 0,02 — 0,07; нитриды церия 0,002 — 0,01 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бария, фосридов железа, нитридов магния, нитридов церия позволяат повысить малоцикловую усталость в 1,3 — 1,35 раза и улучшить обрабатываемость в 2,1 — 2,65 раза. 2 табл, чительное, а при увеличении концентрации их более 0,07 мас.7, снижается обрабатываемость резанием, малоцикловая усталость, однородность структуры в разностенных отливках и стабильность качества их обработки на гибких производственных модулях и стан ках с Ч ПУ.

Барий введен как эффективная микролегирующая добавка, повышающая ста.бильность структуры и свойств в разностенных отливках, обрабатывгемость резанием .и малоцикловую усталость. Микролегирующее влияние бария начинает проявляться с концентрации 0,002 мас.ф„ при которой отмечается повышение стабильности структуры, улучшение обрабатываемости и механических свойств в разностенных отливках. Верхний предел концентрации бария ограничен содержанием 0,02 мас.$, 1680795 выше которого увеличивается его угар, снижаются малоцикловая усталость, механические свойства, их стабильность в разностенных отливках по их сечениям.

Фосфиды железа оказывают перлитизирующее действие, повышают стабильность свойств в толстых сечениях отливок при сохранении обрабатываемости и повышении малоциклической усталости. При концентрации фосфидов железа до 0,20 мас.% механические и технологические свойства чугуна в отливках низкие, а при концентрации их более 0,45 мас,% увеличивается отбел, ухудшается обрабатываемость, повышается хрупкость и снижаются малоциклическая усталость и вязкость разрушения.

Введение алюминия в количестве 0,35—

1,10 мас.% раскисляет и легирует расплав, измельчает включения графита, способствует повышению обрабатываемости резани ем и вязкости разрушения при сохранении технологических свойств и малоцикловой усталости. Нижний предел концентрации (0,35 мас,%) принят от содержания, с которого начинает сказываться его влияние на размеры графита и вязкости разрушения, и ограничен концентрацией (1,10 мас.%), выше которой снижается стабильность структуры отливки, обрабЪтываемость ее резанием и малоцикловая усталость, Содержание углерода, кремния и марганца в сером чугуне выбрано с учетом практики производства разностенных корпусных отливок без отбела с хорошей обрабатываемостью и повышенной малоцикловой усталостью и ограничено пределами, выше и ниже которых ухудшается обрабаты ваемость.

Концентрация меди в предлагаемом чугуне составляет 0,35 — 0 65 мас.%, так как при более высоких концентрациях усиливаются ликвационные процессы, снижающие однородность структуры, малоцикловая усталость и обрабатываемость резанием.

Введение кальция в состав чугуна в количестве 0,03 — 0,06 мас.% основано на его высокой химической активности, обеспечивающей очистку границ зерен, получение пластинчатого графита меньших размеров с притупленными округлыми концами и повышение малоцикловой усталаст и обрабатываемости резанием. При введении кальция . менее 0,03 мас,% не обеспечиваются перечисленные воздействия на чугун, а при концентрации кальция более 0,06 мас,% он полностью не растворяется и увеличивает количество неметаллических включений сложного состава, ухудшающих обрабатываемость и малоцикловую усталость.

Указанные отличия в химическом составе обеспечивают более высокие технологические и механические свойства, s частности обрабатываемость резанием, малоцикловую усталость и вязкость разрушения.

Плавки серых чугунов проведены в открытых 200-килограммовых индукционных йечах с использованием методов переплава, рафинирования расплава, нагретого до

1420 С, в ряде случаев выше, при выдержке в течение 3 — 10 мин, выдачи в литейный

15 ковш с перегретыми микролегирующими и модифицирующими добавками и разливки расплава в сухие жидкостекольные формы при температуре 1400 — 1430 С. Усвоение бария составляет 68 — 72%, фосфидов желе20 за 90 — 93%, нитридов магния 59 — 63% и нитридов церия — 67 — 73%.

В табл.1 приведены химические составы серых чугунов опытных плавок известного и предлагаемого составов.

B табл.2 приведены механические и технологические свойства указанных чугунов.

Обрабатываемость резанием оценивают по экономической скорости резания на металлорежущих станках с ЧПУ и гибких производственных модулях при глубине резания 1,5 мм и подаче 0,7 — 0,75 мм/об. и стойкости резца в 60 мин. Малоцикловую усталость определяют на плоских образцах по стандартной методике на копре ДСО с

35 массой падающей бабы 5 кг и высотой падения 21 мм, Как следует из табл,1 и 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бария, фосфидов железа, нитридов магния и

40 церия позволяет улучшить обрабатываемость в 2,1 — 2,65 раза и повысить малоцикловую усталость в 1,3 — 1,35 раза.

Формула изобретения

Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью улучшения обрабатываемости и повышения малоцикловой усталости, он дополнительно содержит барий, фосфиды

50 железа нитридь магни и церия при следу ющем соотношении компонентов, мас.%; углерод 2,7 — 3.3; кремний 2,2 — 2,9; марганец 0,2 — 0,45; медь 0,35 — 0,65; алюминий

0,35 — 1.0; кальций 0,03 — 0,06; барий 0,002 — 0,02; фосфиды железа 0,20 — 0,45; нитриды магния 0,02 — 0,07; нитриды церия 0,002 — 0,01, железо остальное.

Таблица1

Таблица2

Составитель Н. Косторной

Редактор M. Петрова Техред М.Моргентал Корректор М. Шароши

Заказ 3287 Тираж 364 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