Чугун

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18. 08. 80 (2I ) 2978134/22-02 (51)М. Кл. с присоединением заявки №

С 22 С 37/10

1осударстеенный каинтет (28) Приоритет

Опубликовано 07 . 03. 82 . Бюллетень ¹ 9 по делан изобретений н отнрытнй (53) УДК 669 15-196 (088. 8) Дата опубликования описания 09. 03. 82 (54) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для изложниц.

Известен чугун 11 следующего хи-мического состава, вес.4:

Углерод . 3,1-3,8

Кремний 2, 3-3,2

Марганец .0,45-0,9

Хром 0,1-0,4

Кальций 0,01-0, 1

Магний 0,02-0,08

1О . Редкоземельные металлы (РЗМ) О,003-0,1

Стронций 0,005-0,2

Алюминий 0,005"0,2

Железо Ост ал ь ное

Чугун предназначен для тонкостен-. ных литых изделий, применяемых в энергетическом машиностроении. 8 данном чугуне для повышения плотности и ударостойкости отливок вводят стронций и алюминий. Однако для отливок толщиной 20, 50 и 100 мм он не применяется.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту явля" ется чугун (21 следующего химического состава, вес. Ф:

Углерод . 2,7-4,3

Кремний 1,4-3,5

Магний 0,01-0,04

Кальций О, 08-0, 3

Редкоземельные металлы 0,01-0, 12

Железо Остальное

8 качестве примесей чугун содержит, вес.3:

Марганец не более 0,3

Хром не более 0,1

Сера не более 0,02

Фосфор не более 0,14

Недостатком известного чугуна является низкая пластичность, высокая степень отбела.

Снижение степени отбела и получение стабильной структуры чугуна может быть достигнуто в результате применения элементов графитизатоооа баТабли ц а 1

Содержание компонентов, вес

Чугун

5! Mg Са РЗМ Ва Sr Fe

Известный

3,2 2,4 0,03 0 12 0 05

Остальное

Предложенный

2,7 3,0 0,005 0,09 0,01 0,02 0,01 Остальное

3,5 2,1 0,03 0,05 0,06 0,.06 0,04

42 15 001 002 012 009 006

3 91082 рия и стронция. Обладающие высоким сродством к сере эти элементы обессеривают чугун и способствуют увеличению усвоения глобулизирующих графит элемейтов - магния, Р3М.

Цель изобретения - повышение пластичности, снижение степени отбела при сохранении прочностных свойств.

Для достижения указанной цели чугун, содержащий углерод, кремний, маг-30 ний, кальций, редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит барий и стронций при следующем соотношении компонентов, вес.l:

Углерод 2,7-4;2

Кремний 1,5-3,0

Магний 0,01-0,05

Кальций 0,02-0,09

Редкоземельные металлы 0, 01-6, 12 20

Барий 0,02-0,09

Стронций 0,01-0,06

Железо Остальное

Чугун в виде примесей также содержит серу не более 0,02 вес.3 и 25 фосфора не более 0,18 вес.г, алюминия и марганца в сумме не более 1;.

Чугун выплавляется в 50 кг индукционной печи.

В табл, 1 представлен химический зр состав известного и предлагаемого чугунов.

Образцы из указанных чугунов в виде отливок диаметром 20, 50 и 100 мм заливают в песчанные формы. Чугун проверяют на излом.

Данные. по характеристике форм графита, микроструктуре металлической матрицы и механических свойства бурна прочность, относительное удлинение о и твердость ф„ без термической обработки приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, отливки диаметром 50 мм и выше из чугуна по предложенному изобретению обладают незначительной степенью отбела с хорошим сочетанием прочностных и пластических ,свойств, а отливки из известного чугуна для устранения отбела требуют термической обработки.

Дпя устранения отбела в отливке диаметром 20 мм чугун подвергается нормализованному отжигу (нагрев до

950ОС, выдержка в течение 1,3 и 5 ч в печи и охлаждение на воздухе)..

В табл. 3 приводятся данные по характеристике формы графита, микроструктуре и механическим свойствам отливок толщиной 20 .мм после термической обработки.

Как видно из табл. 3, после термической обработки отливки диаметром

20 мм даже при режиме 950О - 1 ч в микроструктуре металлической матрицы нет цементита, тогда как даже после

6-часовой выдержки в печи в микроструктуре известного чугуна сохраняется до 24 цементита.

Ожидаемый экономический эффект от применения чугуна с шаровидным графитом за счет улучшения качества металла может составить 7,5-9,0 руб. на тонну чугуна.

9 1 0829

6gp кг/мм

О.

Нуч

Таблица 2

Чугун СечеМикроструктуры

Механические свойства

Форма графита

Примечание ние образца фер-. Перрит лит !

Цементит

Предложенный

1 20 10 80 10 78

286 ШГ-1

Плохо обрабатывается

50 15 83 2 66,0

100 20 80 †. 59 5

238 ШГ-1

2,0

3,7

229 ШГ1-2

20 12 85 3 71,5 1,0 264 ШГ-1

221 ШГ1-2

207 ШГ1-2.

280 ШГ-1

2 50 20 80 - 60,0

4,2

100. 25 75 — 58,5 5,6

20 5 75 10 79 6

Плохо обрабатывается

3 50

10 85 5 69 5 1 5

15 85 — 61 2 2 5

240 ШГ-1

100

231 ШГ1-2

310 Графита нет Не обрабатывается

301

Извест- 20 . ный

20 80

70 30

100 5 80 15 80

293 ШГ-1

Плохо обрабатывается

Таблица 3

Чугун

Иикроструктура

Механические свойства

Оорма графита

Режим термической обработки

6 РР кг/мм . 4

Фер- Пер- Цеменрит лит тит

61,0

3,5 231

ШГ-1

58,0 8,0 229

56,5

59>0

57 0

ШГ E-2

ШГ1-2

ШГ-1

НГE-2

15 85

25 75

40 60

20 80

30. 70

9,5 217

7,5 207

11,0 201

910829

Продолжение табл. 3

Форма графита

Иикроструктура Иеханические свойства

Режим термической обработки

Чугун

Ilep" Цемен- 6 рр, Ф, лит тит кг/мм 4

Феррит

45 55

10 90

20 80

35 65

5 90 5

15 82 3

?О 70 2

ИГ1-2-3

ШГ-1

ШГ1-2

ЫГ-2

60,6

1,5 240

ЫГ-1

59,5 2,8 237

58,0 2,8 237

ИГ-1

ИГ1-2

Иа гний 0,01-0,05

Кальций 0,02-0,09

Редкоземельные металлы 0,0.1-0,12

Барий 0,02-0,09

Стронций 0,01-0,06

Нелезо Остальное

11сточники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 602591, кл. С 22 С 37/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 361217, кл. С 22 С 37/00, 1973.

Формула изобретения

Составитель Г. Дудик

Редактор Т. Веселова Техред, Л.Пекарь

Заказ 1049/6 Тираж 657

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. g. 4/$

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г. Решетник

Подписное

Чугун, содержащий углерод, кремний, магний, кальций, редкоземельные металлы и железо, о т л и ч à ю щ и й-. с я тем, что, с целью повышения пластичности, снижения степени отбела при сохранении прочностных свойств, он дополнительно содержит барий и стронций при следующем соотношении компонентов, вес.4:

Углерод 2,7-4,2 3s

Кремний 1,5-3,0

54,8 12, 0 201

60,8 3,8 234

60 0 7 8 229

57,6 11,0 207