Чугун для отливок

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из ЧВГ. Цель изобретения - повышение предела прочности при растяжении и герметичности с толщиной стенки от 20 до 70 мм, Новый чугун содержит , мае. %: С 3,2-3,8; SI 2,5-3,5; Мп 0,4-0,8; N1 0,02-0,10; AI 0,01-0,05; Мд 0,01-0,05; Си 0,02-0,10; Са 0,03-0,01; РЗМ 0,05-0,15; Сг 0,06-0,15; V 0,01-0,05 и Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Сг и V позволил по сравнению с известным чугуном повысить предел прочности лри растяжении в 1,01-1,05 раза и улучшить герметичность в 1,01-1,03 раза. 2 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4605174/02 (22) 14.11.88 (46) 30.10.91. Бюл. ¹ 40 (71) Белорусский политехнический институт (72) Н.И. Бестужев, С,Н. Леках, В.М. Михайловский, В.Ф. Дурандин, В.А. Гольдштейн, А.В. Железнов, Е.М. Офицеров, А,Г, Хохлов, Ю,А. Журавлев, А.М, Коденцов, A,Н. Ендолов и С.В, Жабин (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 859473, кл. С 22 С 37/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 1090748, кл. С 22 С 37/04, 1984.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок блок-картеров двигателей.

Цель изобретения — повышение пределов прочности при растяжении и герметичности в отливках с толщиной стенок от 20 до

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

Повышенное содержание РЗМ до 0,05—

- 0,15 мас. (в известном 0,001-0,01 мас.%) и дополнительное содержание хрома и ванадия вызвано необходимостью стабилизации вермикулярной формы включений графита в массивных сечениях отливок. При этом действие указанных элементов рассматривается в двух аспектах, РЗМ в предложенных пределах стабилизирует вермикулярную форму включений графита. Хром и ванадий

„,5U,, 1687642 A l (54) ЧУГУН ДЛЯ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок иэ ЧВГ, Цель изобретения — повышение предела прочности при растяжении и герметичности .с толщиной стенки от 20 до 70 мм, Новый чугун содер-жит, мас,%: С 3,2 — 3,8; Sl 2,5 — 3,5; Мп 0,4 — 0,8;

Ni 0,02 — 0,10; Al 0,01 — 0,05; Mg 0,01 — 0,05; Си

0,02 — 0,10; Са 0,03 — 0,01; РЗМ 0,05-0,15; Cr

0,06-0,15; V 0,01 — 0,05 и Fe — остальное, Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Cr u V позволил по сравнению с известным чугуном повысить предел прочности дри растяжении в 1,01-1,05 раза и улучшить герМетичность в 1,01 — 1,03 раза. 2 табл. обеспечивают уменьшение коэффициента анизотропии структуры в тонких и толстых сечениях отливок, что приводит к более равномерному их затвердеванию и дестабилизирует вырождение верми куля рного графита в чугуне. Герметичность чугуна повышается.

Нижний предел содержания РЗМ (0,05 мас.%) обусловлен получением равномерной структуры по форме графита в тонких и толстых сечениях отливки. Верхнее ограничение (0,15 мас, ) определено усилением отбеливающего воздействия РЗМ в тонких сечениях отливок.

Нижнее ограничение по хрому и ванадию (0,06 и 0,01 мас.%) соответственно установлено достижением требуемой герметичности отливок при нижнем и верхнем граничном содержании РЗМ s сплаве, Верхний предел содержания хрома и вана1687642 дия в чугуне (0,15 и 0,05 мас. Ц соответственно ограничен усилением карбидообразующего воздействия н,а чугун и вследствие этого уменьшением количества вермикулярного графита в чугуне, повышением усадочных дефектов и снижением герметичности чугуна, Пример, Выплавка чугуна предлагаемого состава может осуществляться как в дуговой, так и в индукционной тигельной печах, В конкретном примере использована высокочастотная тигельная индукционная печь ЛП3-67, В качестве шихтовых материалов использовали литейные чугуны, отходы стали, возврат собственного производства, ферросплавы и специальные присадки. Получение необходимой концентрации по углероду в чугуне достигалось варьированием состава металлозавалки. Доводку по содержанию кремния, марганца, хрома осуществляли присадкой в завалку ферросилиция ФС45, ферромарганца ФМп75, феррохрома

ФХ200. Содержание ванадия в составе чугуна достигалось с помощью феррованадия

ВД1. Вермикуляриэирующую обработку производили при температуре 1420 С лигатурой ФСМг3 с повышенным содержанием

РЗМ в ковше, Для исследования свойств заливались прямоугольные блоки с минимальной толщиной стенки 70 мм, из которых вырезались образцы для проведения испытаний на герметичность. Для исследования герметичности изготавливались из центральной части блока дисковые образцы наружным диаметром 30 мм в площадью фильтрации 1 см и толщиной рабочей части 1+0,05 мм, Испытания проводили под давлением азота на ус тановке сконструированной на основе грузопоршневого манометра.

Результаты анализа химического соста5 ва известного и предложенного чугуна и уровень их свойств приведены в табл, 1 и 2, Как следует из табл. 1 и 2,дополнительный ввод в состав чугуна хрома и ванадия, а также повышение в нем содержания РЗМ

10 позволили повысить сг в 1,01-1,05 раза и улучшить герметичность в 1,01-1,03 раза, 0,05 — 0,15, 0,О6 — 0,15, 0,01-0,05, остальное

Формула изобретения

Чугун для отливок, содержащий уг15 лерод, кремний, марганец, никель, титан, алюминий, магний, медь, кальций, редкоземельные элементы и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения предела прочности при растяжении и герме20 тичности в отливках с толщиной стенки 2070 мм, он дополнительно содержит хром и ванадий, при следующем содержании компонентов, мас. : углерод 3,2-3,8, 25 кремний 2,5-3,5, марганец 0,4-0,8, никель 0,02 — 0,10, титан 0,05 — 0,2, алюминий 0,01 — 0,05, 30 магний 0,01 — 0,05, медь 0,02 — 0,10, кальций 0,003 — 0,01, редкоземельные элементы

35 хром ванадий железо

01 о х .0 с

f0

1о и!

I с

itI I! л

1! с! (3

I0 1

I — 1

1

1

1 (0

% о

1I и й

1 I

С3

С3

U3 а а

Ln

С3

Ю с

С1

С3 с

С3 (О

С3

С3 о

Р 1 о а

Р1 (Ч

С3

Р4 а

С3

Р(Ln

Р1 Р3

of3 а

O C3 (3 (Ч

С3 с

С3

Lfl

С3 с

С3

C а о

U1 (3 с (3 с

С3 г с с

Г 1

С1 с

С3

Р4

Р1 л z э

z ( а (J

)z

Z

z

1

1о

Ф

Ф )Х

1 о

Z л

У

1687642

1 1

1 I

1 I

1 I

1 1

1 I

1 11 I

I (к 1

I 1

1 — — 4

I 1

1 1

I 1

1 1

1 1

Л

1 1

1 !

I Ьг (3

Г 1

1

1 !

1 Р3 I

1 0

1 — 1

1

I

I I0 1 и

1

1

1

1 .1 и

1 .Д

1

I

1 Ь ! с Р 1-4

O I

Ф 1

1 г-(!

Ф 1

Ф 1 — — -3 (» о

g I

I ° rl 1

>Z I Е1 1

Z I I ! — -1 о

01 1 1

3 !

Z 1 1

°" 1 ! Я I

Х 1 1

1.--3

1 !

1 !

1 Я

I I i

1 1

1 1

1 1

° г4 1 а

I (и!

I °

I 1 1

o. z

1 01

Бр

Z 1

z фа(0 в о!

L3Z ICL i0 Z

Лz(0i

1 (О ct с

Q o с((и (Ч (Ч

Р1 Ul а ю а а

o o

in ч- тс а c) U3 а та а а а ((3 сG ю о

Р 3 Ln (3 (Ь а а

L. 1

Г 4 с- (с( (э а

LD а сo o

U3 (а с

o o а в

Р1 Р 3

Ln (О с

Р1 Р1

>z 1х

Z Z х

0! а

1687642

Таблица 2

Предел прочности при растяжении, ИПа

Состав чугуна . Уровень содержание ингредиентов

Толцина стенни, ии

20 40 55 70

0,95

400 385 355 340

Соедний

Известный

Предложенный

1,0

355

1,15

370

395

1,2

Составитель Н.Косторной

Редактор И,Сегляник Техред M,Moðãåíòàë Корр8КТор T,ÏÿëèÉ

Заказ 3679 Тираж 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, 191

Нижний

Средний

Верхний

405 390 305

415 400 375

420 . 310 3ä5

Герметичность до попвления течи, Г1Па