Лигатура для чугуна

 

Ф

L.

ОПИСАНИЕ.

ИЗОБРЕТЕНЙЯ

Союз Советских

Социалистических

Реснублик (и>711144 (61) Дополнительное к ает. сеид-ву (22) Залвлено100478 (21) 2602444/22-02 с присоединением заявки М

М К„г

С 22 С 35/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК669.15-198 (088.8) Опубликовано 25018(1 Бюллетень Ио 3

Дата опубликования описания 2501.80 (72) Авторы об етеиия В.Г,Горенко, И.Г.Раздобарин, A.Ï.Ãìèðÿíñêèé и В.Ф.Дурандин

Институт проблем литья AH Kp HH o CCP (71) Заявитель (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА

5,0-30,0

7,0-20,0

0 5-15,0

Изобретение относится к литей-ному производству, в частности к легированию чугуна комплексными сплавами.

Известна лигатура для чут уно следующего состава, вес.Ъ:

Хром 10-5

Никель 10-1 5

Титан 3-5

Медь 5 — 10

Углерод 6 вЂ

Кремний 1,5-2

Алюминий 0,4-0, б

ЖеЛезо Остальное (1) .

Недостатком такой лигатуры является то, что уровень прочностных свойств и иэносостойкости леги. рованного ею чугуна недостаточно высок °

Цель изобретения — повышение прочностных свойств и износостойкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая лигатура дополнительно содержит бор, неодим и тантал при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Хром

Кремний

Медь

Никель 0 5 20,0

Вор 0 5 6,0

Неодим О, 01-3, 0

Тантал 0,3-1,25

Углерод 0,3 — 1,5

Железо Остальное

При содержании в лигатуре мень— ше 7,0% кремния ее влияние на повышение Физико-механических свойств проявляется слабо. При увеличении количества кремния больше 20,0Ъ кремния в микроструктуре увеличивается доля феррита, а зто приводит к понижению прочности свойств металла.

15 Введение в состав лигатуры бора . приводит к образованию в обрабатываемом чугуне сложной карбидоборидной эвтектики, выделяющейся в виде отдельной фазы, обладающей высокой

20 износостойкостью. При содержании бора в лигатуре менее 0,5% и низком содержании хрома карбидо-боридная фаза не образуется и износостойкость чугуна получается низкой. При содержании в лигатуре больше 6Ъ бора повышается хрупкость чугуна и ухудшается его обрабатываемость.

Неодим в комплексе с танталом стабилизируют карбиды бора, делают

30 их устойчивыми против выкрошивания.

711144

Кроме того, эти элементы образуют собственные карбиды, которые не изменяй обраббтываемости чугуна, способствуют значительному увеличению его износостойкости и росту физико-механических свойств. Нижний предел по содержанию неодима используется при содержании тантаЛа на верхнем пределе и наоборот.

Содержание неодима и тантала в лигатуре на нижних пределах объясняется тем, что начиная с этих преТаблицаl

28,4

25,8

ll 5 14,7

10,3 14,6

3,2 4,8

11,6

5,0 3,0

15,0 0,5

12,54

0,68

7,87

0,5 15,0

0,3 1,5

5,4 8,9

1,23

1,44

0,42

6,1 6,6

1,71 1,92

0 43 0 56

9,4

18,6

14,7

7,0 20

4,2

5,8

3,7

0,5

6,0

Вор

1,25 2,71

0,63 0,43

0,01 3,0

0,41

Неодим

Тантал

Железо

1,25

1,21

0,3

Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- Остальное ное ное ное ное

Ос- Осталь- тальное ное

Для оценки влияния лигатур,"представленных в табл. l, используют исходный чугун следующего состава, вес.В:, углерод 3,21-3,34, кремний

1,58-1,64; марганец 0,62-0,78; сера

0,028-0,033;. фосфор 0,06-0,07 и железо — .остальное.

Та блица 2

Зля физико-механических испытаний отливают стандартные образцы, для износостойкости специальные бруски

200х100х50 мм. Абразивную стойкость оценивают по результатам испытаний в среде абразивной эмульсии (803ный абразив) .

Исходный чугун 18,5

36,4 178 1,0

Известная

Результаты испытаний физико-x6" ханических свойств чугуна приведены в табл. 2.

49,3 224 1,48

50,4 227 1, 52

22,6

23,8

g5 2

Хром

Никель

Титан

Медь

Углерод

Кремний

Алюминий делов, наблюдается рост вьааеукаэанных свойств обрабатываемого чугуна. Превышение содержания неодима и тантала больше верхнего предела приводит к росту. хрупкости чугуна и выкрошиванию карбидов.

Пример. Лигатуры плавят в индукционной печи ЛПЭ-37. Вес плавки составляет 30 кг. Химический состав выплавленных лигатур(известной и предлагаемой) приведен в табл. 1.

0,92 11,32 13,44

711144

Продолжение табл. 2

4 5

Предлагаемая

69,4 230 1,84

70,6 227 2,06

70,8 225 2,15

69,8 224 1,98

70,1 228 2,12

34,9

35,1

35,2

34,6

34,2

Составитель П. Платицина

Редактор Л.Веселовская Техред 3.Чужик, KoppeKTop A.Ãðèöåíêo

Заказ 8600/18 Тираж 694 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениЯ и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

Как видно из табл. 2, чугун, обработанный предлагаемой лигатурой, содержащей дополнительно бор, неодим и тантал, обладает повышенной прочностью, пластичностью и абразивной стойкостью.

Предлагаемая лигатура технологична при выплавке, имеет температуру плавления 131 5-1360 С, хорошо усваивается чугуном и равномерно в нем растворяется °

За счет повышения иэносостойкости в 1,2-1,4 раза и прочностных свойств в 1,4 — 1,5 раза чугунов, обрабатываемых предлагаемой лигатурой, экономический эффект составит 4,8-5,2 руб. на 1 т годного литья.

Формула изобоетения

Лигатура для чугуна, содержащая хром, кремний, медь, никель, угле10 род железо, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения прочностных свойств и иэносостойкости чугуна, она дополнительно содержит бор, неодим и тантал при следующем соотношении компонентов, 15 вес.Ъ:

Хром 5 0 30,0

Кремний 7,0-20,0

Медь 0 5 15 0

Никель 0 5-20,0

20 Во 0 5 6,0

Неодим 0,01-3,0

Тантал 0,3-1,25

Углерод 0,3 — 1,5

Железо Остальное

25 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 430181, кл. С 22 С 35/00, 1974 .