Высокопрочный чугун

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 773121

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

{61) Дополнительное к авт. саид-ву .— (22) Заявлено 21.03.79 (21) 2738219/22-02 с присоединением заявки ko— 5 > <„„s

С 22 С 37/10 (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 231080, Бюллетень Ко 39

Дата опубликования описания 251080 (53) УДК 669. 13

«018.2(088.8) Д. Н. Худокормов, В. М. Королев, С. Н. Лехах и И. Ю. Сапонько (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (73) Заявитель (54) ВЫСОКОПРОЧНЫИ ЧУГУН

1

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для получения отливок, обладающих высокими пла- 5 стическими характеристиками.

Известен чугун (11 следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,8-2,9

Кремний 1,3-5 0

Марганец 0,1-0,75

Хром 0,05-0,3

Никель 0,05-1,0

Титан 0,01-0,09 йчюминий 0,3-0,8 t5

Магний 0,01-0,25

Железо Остальное, Известный чугун обладает относительно высокой прочностью и твердостью, но низкой пластичностью,что 20 вызывается наличием в чугуне повышенной концентрации карбидостабилизирующих элементов и алюминия. Карбидостабилизирующие элементы снижают пластичность чугуна эа счет пер- 25 литиэации металлической основы, а о алюминий — в связи с ухудшением формы графита.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигае- З0

2 мому результату высокопрочный чугун следующего химического состава, вес.Ъ:

Углерод 2,6-4,5

Кремний 1-4

Марганец 0,1-1,2.

Хром 0,01-0,5

Никель 0,01-1iO

Магний 0,015-0,1

Кальций 0,015-0,06

Редкоземельные металлы 0,005-0,15

Алюминий 0,005-0,4

Медь 0,01-1,0

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содержит серу до 0,03 и фосфор до 0,2вес.й, Известный чугун имеет предел прочности, кг/мм 63-55; предел текучести, кг/мм 42-45; относительное удли» некие, Ъ 6-9 и твердость,НВ 207-217 flan.:

Недостатком данного чугуна является низкая пластичность.

Цель изобретения - повышение пластичности чугуна.

Укаэанная цель достигается тем, что в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, магний, кальций, церий и железо, 773121 дополнительно вводят титан при следующем соотношении компонентов, sec.%:

Углерод З,о-З„З

Кремний 2,6-2,9

Марганец 0,01-0,05

Хром 0,01-0,0З

Никель 0,01-0,02

Алюминий 0 05-0,10

Магний 0,03-0,05

Кальций 0,01 Оу03

Церий 0 005-0,020

Титан 0,004-0,008

Железо Остальное.

В качестве примесей чугун содер" жит, вес.Ъ:

Серу Менее 0,015

Фосфор Менее 0,03

Снижение концентрации элементов перлитизаторов (марганца, хрома, никеля) до укаэанных пределов обеспечивает получение в литом состоянии структуры феррита и, как следствие, высокой пластичности сплава. Присутствие алюминия повышает графитизирующую способность сплава, что косвенным образом увеличивает пластические свойства. В то же время с целью снижения отрицательного влияния на форму графита без значительного ущерба для графитиэирующей способности спла" ва содержание алюминия в нем уменьшают до 0,05-0,10Ъ. Однако для полной нейтрализации вредного влияния алюминия на образование шаровидного графита в состав чугуна дополнительно вводят кальций и церий.

Пример. Предлагаемый сплав выплавляют в тигельной индукционной печи емкостью 50 кг. В качестве компонентов шихты используют металлизи рованные окатыши, электродный бой, кристаллический кремний. При производстве чугуна известного состава шихта включает доменный чугун, стальной лом, кристаллический кремний.

Как видно из таблицы, снижение концентрации марганца, хрома, никеля, алюминия и ввод кальция и церия способствует значительному повышению пластичности.

Оптимальный состав чугуна, вес.Ъ:

Углерод 3 15

Кремний 2,8

Марганец 0,03

Хром 0,02

Никель 0 015

Титан 0,006

Алюминий 0,07

Магний 0,04

Кальций 0,02

Церий 0,01

Железо Ос т аль нсе, 30

Технология изготовления предлагаеМого чугуна заключается в расплавлении шихты, состоящей из металлизированных окатышей и возврата собственного производства, доводке чугуна по химическому составу, микролегировании, вводе 0,5-0,6Ъ кристаллического кремния или 75Ъ-ного ферросилиция и

0,05-0,10Ъ алюминия, разливке в формы.

Предлагаемый чугун может быть использован при производстве отливок с высокими пластическими свойствами.

Перед разливкой чугуны микролегируют сфероидиэирующими присадками в качестве которых используют магний

t церий, кальций. Вторичное модифицирование сплава осуществляют 0,6Ъ кристаллического кремния и 0,05-0,10Ъ .алюминия.

Чугун заливают в сйрые песчанные формы для получения пробы с толщиной стенки 30 мм, из которой изготавливают образцы на механические испытания.

В таблице приведены составы и механические свойства известных и предлагаемых чугунов.

773121!

1 с

1b

Ю

1 ч ь с

1ъЪ

1

I !

1 Э 0

I

1

1

1 Е

I О

1 не

vo ох

0Ъ Ф сс! С Ъ оо с с оо ..1 о о с! Ч с о с с о о

lA

Ю о с

«D

<Ч

С! с о

I !

1 all

1 \ !

Р4 РЪ о о с с о о

%-1

Ю

aD!!Ъ сФ

aD с

С Ъ

Ю с о 3 аА о о с с о о аА

lD с

Ю (Ч

\О ь с

Ю

lA с

Ю о о с с о о

lA о с о

Ю

РЪ

Ю с о Ф

Ю

С)

C) СО о о о о с с о о с

C) с о

aD

О\

Ю с

Ю а о е СЧ о о с с о о!

РЪ с о! с о с

%!

Ю с

Ю о ("Ъ

С!

< 1 IA о о с о о " 4

С! с

Ю Р аА с ь

1

1 о

CO с

nI (О Ch с с

1 Ч !Ч

I

1 1!

I (с!

\ 1 с

РЪ

an o с.! РЪ с с

РЪ РЪ о о с

1сЪ сФ

1А с

РЪ

1 ч

fe ч-1 и!

1 юе.

Н !се о

Il11

Ф1 !Ч н

Ф о< v

Ill! 4

И1 М

91 с

Х1 Ф

Х! и

91 yg х! х! х ю о 1 и

gl ".

I p

1 сЮ I

° QI и

Ю 1

1 с

III I

9 н

v о

О1

1 а 1х

Х 1 и

1

1

Х

I а о

I

1

I C

I K

1 о со с с с О\

CI lA cP

1 Ч 1Ч 1Ч ЦЪ о co с с с чэ ln an Ф1 Й сФ

1 1 1

I 1 1

h! Ъ РЪ о о о с с с о о о

773121

Формула изобретения

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 475409, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 550453, кл. С 22 С 37/10, 1975.

3,0-3,3

2,б-2,9

0,01-0,05

0,01-0,03

Составитель Г. Дудик

Ре акто В. Романенко Тех е Н.Г аб Ко кто Н. Бабинец

Заказ 7 3 34 Тираж 94 Подписное

BHHHOH ГосуДарственного комитета СССР по делам изобретений g открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. . 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец,.хром, никель, алюминий, магний, кальций, церий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Алюминий

Магний

Кальций

Церий

Титан

Железо

0.010.02

0,05-0,1

0,03-0 05

0,01-0,03

0,005-0,02

0,004-0,008

Остальное.