Чугун

 

О П И С А Н И E (ii)985123

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ8У

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свиа-ву (22)Заявлено 10.03.81 (21) 3256756/22-02 с присоелинением заявки № (23 ) П р нор и тет (5l)M. Кл.

С 22 С 37/10

Гоеударстеснныб комнтет

СССР

Опубликовано 30.12.82. БВоллетень № 48 ео аелам изобретеннй н аткрытнй (53) УДК 669.13. .018.2(088.8) Дата опубликования описания 02.0 1.83

Б.А. Чепыжов, Д.Н. Худокормов, В.M. Королев,г1 3 Гордейчик, M.Í. Нартынюк, В.M. Михайловский и В.B. Тайасов., 1

1 - . :. " 1

Белорусский ордена Трудового Красного.йнанери политехнический институт °

1 .) (72) Автори изобретения (71) Заявитель (54) ЧУГУН

До 0,12

До 0,12

До 0,06

2,4-2,8

0,6-0,85

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию литейных высокопрочных чугунов, работающих в условиях высоких статических и динамических нагрузок.

Известен чугун (1 ) следующего химического состава, вес.ь:

Углерод 2,4-2,8

Кремний 0.9-1 ° 5

Марганец 0.3-0,6

Железо Остальное

В качестве примесей известный чугун содержит, вес.3:

Сера

Фосфор

Хром

К недостаткам этс>го чугуна относится низкая прочность и повышенная твердость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун (2 ) следующего химического состава, вес.4:

Углерод 2,8-3, 2

Кремний 1, 7-2,4

Марганец О, 1-0,4

Медь О, 1-1,0

Церий 0,01-0, 10

Магний 0,03-0,15

Железо Остальное

Известный. чугун содержит в качестве примесей серу (менее 0,03 вес.3) и фосфор (менее 0,05 вес.Ф ).

Недостатком известного чугуна является повышенная твердость, что снижает обрабатываемостьр и низкая ударная вязкость.

Цель изобретения - снижение твердости и повышение ударной вязкости, Указанная цель достигается тем, что в чугуне, содержащем углерод, кремний, марганец, медь, церий и желе" эо, компоненты взяты в соотношении, вес.4:

Углерод

Кремний

985123

Свойства

Относитель Твердость, ное удли" НВ нение, Ил

Си

Се

Предел прочнос ти ори разрыве к г/мм

Ударная вязкость кгм/см

Пред" лагаемый

1 2,4

2 2,6

3 2,8

0,001 57,6 5 0 о,00560,4 5,5

00! 602 6

0,4

0,6

О 3

20!

0.75 0.45

0,7

6 5"10

201

0,6

0,85

1,0

197

0,0 l"

О,!О

0,1" l 0

Марганец . 0,3-0,6

Медь 0,4-1,0

Церий 0,001-0,01

Железо Остальное

Чугун в качестве примесей содер- 5 жит, вес.3:

Сера До 0,12

Хром До 0,06

Фосфор До 0,12

Предлагаемый чугун выплавляют в ин- 0 дукционной тигельной печи емкостью

50 кг с кислой футеровкой. В качестве шихты используют высечку стали, электродный бой, кристаллический крем-, ний, ферромарганец, электролитическую медь. Церий вводят в раздаточный ковш.

Химический состав и механические свойства известного и предлагаемого чугунов приведены в табл. 1. 20

Из чугуна отливают ступенчатые пробы с толщиной ступеней 5, 10, 29, 40 и 60 мм. Механические свойства и микроструктуру оценивают в отожженном состоянии. 25

Как видно из табл. 1, предлагаемый чугун имеет более высокие значения ударной вязкости и более низкую твердость, что позволяет повысить его обрабатываемость.

Медь способствует полной перлитизации металлической матрицы и увеличению дисперсности перлита. Обладая переменной растворимостью в железоСодержание, вес.1 (Fe " остальное) Яаеестмый 2ф8-3,2 1,7-2,4 0,1«0,4 углеродистых сплавах в процессе охлаж.дения чугуна, она способствует его дополнительному упрочнению за счет дисперсионного твердения. Нижний (0,44) и верхний (1,ОВ ) пределы содержания меди определены экспериментально исходя из получения мелкодисперсной структуры перлита.

Церий в количестве 0,001-0,01 способствует повышению скорости распада эвтектического цементита при графитизирующем отжиге белого чугуна на ковкий. Присутствие церия повышает стабильность получения графита компактной формы.

В предлагаемом чугуне по сравнению с известным снижены пределы содержания кремния (0,6-0,85)„ Это обусловлено тем, что при дополнительном легировании белого чугуна медью повышается его склонность к отбелу, что крайне нежелательно при производстве коркого чугуна. Графитизирующий эффект меди значительно ниже, чем кремния, поэтому нижний и верхний пределы по кремнию выбраны экспериментально, исходя из получения полного отжига белого чугуна в процессе графитизирующего отжига.

Предлагаемый чугун благодаря оптимально подобранному составу ингредиентов характеризуется (см. табл. 2) высокой однородностью значений твердости по сечению и, следовательно, однородностью обрабатываемости.

Таблица 1

5.0-5,5 229-241 5-6

985123

Таблица 2

Средние значения твердости (НВ ) образцов сечением, мм

10 (20 .(40 ) 60

Чугун

201

200

197 формула изобретения

Марганец

Медь

Церий

Железо

0,3-0,6

0,4-1, 0

0,001-0, 01

Остальное

Составитель Э. Петренко

Редактор Л. Филь Texgeg M ° Harb Корректор В. Прохненко

Заказ 10091/36 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130)5 Москва Ж-Я Раушская наб. д. 4/$ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

205 201

203 201

201 197

Чугун,.содержащий углерод, крем-ний, марганец, медь, церий и железо, отличающийся тем, что, с целью снижения твердости и повышения ударной вязкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.3:

Углерод 2,4-2,8

Кремний 0,6-0,85

197 193

200 197

197 191.20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по чугунному литью.

Под ред. Н.Г. Гиршовича, М., 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

N 353592, кл. C 22 C 37/10,,1971.