Чугун

 

(72) Авторы изобретения

И.М.Бондарев, Д,Н.Худокормов, В.И.Короле

И.Ю.Сапонько, С,Н.Леках и А.И.Королева

Белорусский ордена Трудового Красного Зн политехнический институт (71) Заявитель (54) ЧУГУН

Йзобретение относится к металлургии, в частности к составам высокопрочных чугунов, и может быть использовано для отливки деталей, работающих в условиях высоких ударных нагрузок.

По основному авт. св. Ю 863700 известен чугун (1)cлeдyющего химического состава, вес.4:

3,0-3,3

1,8-3,0

0,01-0,09

0,01-0,05

0,01-0,05

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Известный чугун обладает высокой пластичностью (ударная вязкость 15Углерод

Кремний

Марганец.

Хром

Никель

Алюминий

Магний

Кальций

Церий

Барий

Железо

3,0-3,3

1,8-3,0

0,01-0,09

0,01-0,05

О, 01-0,05

0,05-0,10

0,03-0,05

0,01-0,03

0,005-0,020

0,01-0,10

Остальное

17 кгс. м/см, относительное удлине 2 ние 22-25% ).

Однако прочность такого сплава находится на недостаточно высоком уровне (45-46 кгс/MM ) Требуемая конS центрация элементов в нем обеспечивается применением в качестве шихты металлизованных окатышей.

Целью изобретения является повы10 шение прочности чугуна при сохранении высоких показателей ппастичности и ударной вязкости сплава.

Цель достигается тем, что чугун, содержащаий углерод, кремний, марга» нец, хром, никель, алюминий, магний, кальций, церий, барий и железо,,дополнительно содержит медь и имеет сле» дующий состав, вес.4:

93377

0,05-0,10

0,03-0,05

0,01-0,03

0,00$-0,020

0,01-0, 10

0,5-1,2

Остальное .

Алюминий

Магний

Кальций

Церий

Барий, Медь

Железо.

Медь в количестве 0,5-1,23, растворяясь в феррите, спосебствует уп 10 рочнению металлической матрицы. Упрочнение феррита за счет его легирования

1 медью приводит к повышение прочности чугуна без существенного изменения пластических и ударных характеристик !5 материала. Этому способствует наличие чисто ферритной основы, обеспечиваемой ограниченным в определенных пределах содержанием марганца, хрома и ни" келя. Благодаря присутствие кальция, церия и бария сплав имеет высокую чистоту по неметаллическим включениям и чисто ферритную матрицу после термообработки. Пределы концентрации меди установлены экспериментально.

Нижний предел (0,53) обусловлен дос"" тижением требуемой прочности, верхний (1,23) ограничен ввиду снижения пластичности и ударной вязкоети при больших концентрациях меди в сплаве.

Пример. Чугун выллавляют. в индукционной печи ЛПЗ-67. В качестве шихтовых материалов используют науглероженные металлизованные окатыши, возврат собственного производства, электродный бой, кристаллический крем9 4. ний и ферросплавы. Сфероидизатором ,Графита служит комплексная магнийсодержащая лигатура. Вначале в печи расплавляют металлизованные окатыши, затем после скачивания шлака в жидкую ванну догружают возврат. После расплавления шихты, доводки. сплава по ! химическому составу и перегрева до

1420-1450 С чугун выпускают из печи.

Модифицирование проводят в разливоч-. ном ковше методом "сэндвич".

Химические составы чугуна приведены в табл. 1.

Ферритная структура сплавов получена путем отжига по следующему режиму: нагрев до 920-940 С, выдержка при данной температуре в течение 3-х ч, охлаждение до 720-730 С, выдержка при 720 - 730 С - 7 ч, охлаждение в ,О печи до 550-600 С, охлаждение на воздухе.

Результаты механических испытаний представлены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, введение в: состав чугуна меди повышает прочность при сохранении высокой ударной вязкости и относительного удлинения. Оптимальная концентрация меди 0,83 при .: среднем содержании остальных компо-: нентов.

Использование предлагаемого сплава для отливки нагруженных деталей, работающих в условиях высоких ударных нагрузок, позволяет повысить их надежность. Экономический эффект 510 руб на 1 т годного литья.

933779

Л с

f4 !

» !>>

t 1 о 2

1 1

lA 00

Ю Ю

СР 62

Ю

С б

Ю

Ю <ЕЪ

Ю

СЭ

lA

Ch

Ю

СЪ

Ю

Ю C1

Cf бЧ

Ю

С) б4

О Cf

Ф о, в

>Ю>

С3

>1Ф сб

° с

LA

Сб

Ю

> с

°

LA

Ю

С3

> ъ

Ю

Cf с

Ю

СЪ

Ю

Ю Ю

Ю

Cf

Ю бЧ

Ю

СЪ

Ю

Ф

>Ч >

Ю

>Юч

Cf

С3

Ю

Ю

МЪ

Ю бЧ

° бЧ

° Ь фР>

Ю фЮ

Ю

>Ч > бюб

>Чч>

I» о

Of

ft> з бб Е

Q Э

CL (0

C t

1 1 1

1 I

I 1 1

I I Q

I >f

I I 1

I I I

1 I 1

1 б

I 1»! 1

1 I б)

1 I (!

1 1 I

1 I 1

1 1 I

1 > 1 ! S fff сп

I, . ! 1 f

I . I

t 1 1

1 I Э м

I I

-Л I

I I I

I 1 I

I I ff> о

1 1 I

I I I

1 I

I I I

I f

I I дФ 1 Q) 1

° Д о ! Ф I

1 и I I

1 1 1 а I

1 Ю I

1 О

I I- 1

I ." .— -;

1 Ф I 1

1„-. 1

I Sf> t — I

1 1 М

1 ф> I 1

Z S 1

z o °

Гmf

М I 1

CL I

1 9 I 1»

СС! О >

О I

1 4.Э 1 I

3. 3 — ---»

1 1 1

I f I

1 1 1 с

I 1

I 1 I

I 1 1

I 1 °

>Л

1 t 1

I I

1 I 1

I 1 1

1 I 1

1 1 б.Э I

1 t 1

1 I 1

> l l

f I

1 1

1 1 ! Х б -ь I

1 1

1 1

I Ò I

f I б

I !

I

1

1

1

1

1

I !

I

I

I .1 !

1

t

I

I

1 !

I

I

1

I

I

I

1 ! .!

I

1

I б

I

1

1

I

l

I

I

I !

I

1 б

I

I

1

1.

1

I .1 !

1

I

f

I

1

933779 8

Таблица 2

Ф

Я. (Гр,, Ипа 4 3 а, кгс м/см

4 и,, Чугун

450

17,0

22,0

Известный

Предлагаемый

16,8

470 21,5

482 22,0

501 21,0

17,0

16,4

Составитель В,Муравьев

Редактор М Недолуженко Техред А. Бабинец Корректор Н.Швыдкая

Заказ 3869/10 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,W-35, Раушская наб.,д.4/5 филиал ППП "Патент",, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения Источники информации, Чугун по авт. св. я". 863700, р т - принятые во внимание при экспертизе л и ч а е шийся тем, что, с целью повышения прочности, он допол-, 1, Авторское свидетельство СССР нительно содержит медь в количестве У 863700,- кл. С 22 С 37/10

О, 5- 1, 2 вес. 3.