Чугун

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (49) (И) (я)з С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕН.Ъ и КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)"4795604/02 (22) 26.02.90 (46) 15.02.92. Бюл. ЬЬ 6 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.М.. Михайловский, М.М, Бондарев, В.А. Чайкин, В.М. Ткаченко и А.М. Руденко ф3) 669.15-196 (088.8)

@6) Авторское свидетельство СССР

Й 1027267, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 863700,. кл. С 22 С 37/10, 19&0. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится .к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано при массовом производстве

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам чугунов, используемых при массовом производстве тонкостенных отливок сложной конфигурации литьем в разовые песчано-глинистые формы.

Цель изобретения — повышение жидкотекучести и снижение склонности к пленкр образованию при изготовлении отливок с развитой поверхностью.

Il р и м е р. Для сравнительных испыта-. ний известного и предлагаемого составе чугунов плавку проводили в индукциоиной тигельной печи ЛПЗ-67 с кислой футеровкой. 8 качестве шихтовых материалов использовали литейный чугун марки ЛК-3-и возврат собственного производства. получение необходимой концентрации углеро да в чугуне достигалось варьированием . состава металлозавалки. Доводку по содЕр2

I тонкостенных чугунных отливок сложной конфигурации литьем в разовые песчано-гли; нистые формы. Цель изобретения - повы шение жидкотекучести 9и сйижение. склонности к пленообразованию при литье в сырые песчаные формы. Предлагаемый чугун имеет следующий состав, в мас.ф: углерод 3,5-3,8; кремний 2,2-2,4; марганец 0,2-0,4; хром 0,005-0,008; никель ОЯ05-6,01; РЗМ 0,002-0,004; алюминий 0,005-0,01; кальций 0,005-0,01; магний 0,005-0,008; барий 0,005-0,01; железо остальное. Предлагаемый состав чугуна можно рекомендовать для изго- товления ответственных отливок разветвленной конфигурации при литье в разовые песчано-глинистые формы. 2 табл. жанию кремния осуществляли присадкой в жидкую ванну ферросилиция марки ФС75.

Достижение указанных концентраций по другим элементам производили с помощью следующих ферросплавов: по магнию — лигатурой ФСМг7 (ТУ14-5-134-86). по барию— ,лигатурой FeSIBapV 14-2-160-84), по кальцию — силикокальцием СКЗО (ГОСТ 4762-71), по алюминию — алюминием AI 97 (ГОСТ 295-73), по церию — сплавом МЦ40 (ТУ 48-4-280-73).

Жидкотекучесть определяли методом вакуумного всасывания в кварцевую трубку диаметром 2,6 мм, склонность чугунов к пленообразованию - визуально как отно. шение площади плен к полной поверхности излома при заливке в сырье песчаные формы образцов размером 10 х 10 х 55 мм в количестве 100 шт. на каждый состав.

1712446

По данной технологии выплавляли 5 составов предлагаемого сплава (на нижнем, верхнем.и среднем, а также ниже нижнего и выше верхнего уровней содержания компонентов), а известный сплав на среднем уровне (табл ..1).

Технологические свойства исследуемых

1 сплавов представлены в табл, 2.

Как видно из табл, 2 предлагаемый состав - чугуна обеспечивает более высокие значения жидкотекучести, в то время как склонность к пленообразованию существенно снижается. Выбранное соотношение элементов в составе чугуна является оптимальным, Кремний и углерод выбраны в указанных пределах, чтобы обеспечить максимальную жидкотекучесть чугуна как чугуна, имеющего эвтектический состав или близкий к нему.

Хром, никель и марганец — элементы, постоянно присутствующие в чугуне, содержайие которых (0,2-0,4 мас.% Mn; 0,0050,01 мас.% Mt и 0,005-0,008 мас, Cr) обеспечивает минимальную склонность чугуна к отбелу при сохранении высокой прочности. Кроме того, содержание марганца в указанных пределах достаточно для нейтрализации вредного влияния серы в чугуне.

Ввод в состав сплава РЗМ цериевой группы и алюминия усиливает графитизирующий эффект при эвтектическом превращении, в связи с чем величина отбела чугуна уменьшается в 1,4-1,8 раза. Одновременно увеличивается прочность сплава, что является следствием улучшения формы включений графита и более равномерного распределения их в металлической матрице. Нижний и верхний пределы содержания PSM и алюминия обусловлены эффективностью влия.ния этих элементов на величину отбела и механические свойства чугуна, Кальций в составе чугуна является рафинирующим элементом, он оказывает раскисляющее и рафинирующее действие.

Связывая кислород и серу в неметаллические включения, кальций значительно повышает поверхностное натяжение чугуна.

Содержание кальция в сплаве в пределах .0;005-0,01 мас. является оптимальным.

Магний и барий, обладая повышенным химическим сродством к примесям чугуна, взаимодействуют с ним; Продукты реакции. имея значительно меньшую, чем жидкий чугун плотность, легко удаляются из расплава.

Вследствие этого при движении жидкого

5 металла по каналам литейной формы значительно уменьшается количество препятствий, тормозящих свободное течение расплава. Вязкость сплава понижается.

Нижний предел содержания магния и бария

10 в чугуне (0,005 мас. ) обусловлен эффективным повышением технологических свойств сплава, верхние пределы (0,008 мас.% магния и 0,01 мас.% бария) ограничены стабилизацией прироста увеличения

15 жидкотекучести и снижения склонности чугуна к пленообразованию. Кроме того, кальций, магний и барий, как отмечалось выше, оказывая рафинирующее действие на расплав, приводят к изменению концентра20 ции серы и кислорода в последнем,,образуя отдельные мелкие включения глобулярной формы, состоящие в основном из алюмина-. тов Са и Ва и шпинели CaO . AlzOa. Эти включения, равномерно располагаясь в ме25 таллической матрице чугуна, обеспечивают изотропность микроструктуры отливок, од новременно повышают жидкотекучесть расплава и снижают era склонность к пленообразованию, 30

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, редкоземельные

35 металлы, алюминий кальций, магний, барий и железо, отл ич а ющи йс я тем;что, с целью повышения жидкотекучести и сниже- . ния склонности к пленообразованию при литье в сырые формы, он содержит компо40 ненты в следующем соотношении; мас. j,:

Углерод . 3,5-3,8

Кремний 2,2-2,4

Марганец 0,2-0.4

Хром 0,005-0,008

45 Никель - 0,005-0,01

Редкоземельные металлы О 002-0,004 алюминий О,ОО5-О,О1

Кмьций О,GG5-9,01

Магний 0,005-0,008

50 Барий 0,005-0,01

Железо Остальное

1712446

Табл и ца1

Таблица2

Составитеяь 8.Михайловский

Редактор В.Пчолинская Техред М.Мбргентал Корректор Э.Лончакова

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

Заказ 512 Тираж . "..; Подписное

8НИИПИ Государственного комвиафа во изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва;."Ж-36, Раущская наб., 4/5