Ковкий чугун

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советския

Социалистическик

Республик (1)992608 (61)Дополнительное к авт. сеид-ву—

РЦМ g+ з

С 22 С 37/00 (22) Заявлено 160L81 (21) 3235595/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Госуаарственный комитет

СССР но аслам нзобретеннй н открытнй

Опубликовано 30.0183. Бюллетень Hо4

Дата опубликования описания 300183 (33) УДК 669. 13-018.2(088.8) (72) Авторы изобретения

С.С. Арнаутова, И.П. Фоминых и Л.С. Арбатс я

) и .

Тульский ордена Трудового Красного Знамени -политехнический институт (71) Заявитель (54) КОВКИИ ЧУГУН

Изобретение относится к металлур= гни, в частности к чугунам, и может найти применение при изготовлении . литых деталей автомобильных и сельскохозяйственных машин, которые во . время работы подвергаются значительным напряжениям в .Условиях многократно повторяющихся ударных нагрузок.

Известны ковкие чугуны марок

КЧ 30-3; КЧ 33-8, КЧ 35-10; КЧ 37-12, имеющие сравнительно. высокую пластичность (d = 6-12%) при низкой прочности (о = 294-363 мН/м ) и служащие для изготовления целого ряда различных деталей.

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

Углерод 2,5-2,9

Кремний 0,8-1, 2

Марганец 0,3-0,6

Алюминий 0,02-0,025

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содер жит, вес.В:

Сера До 0,18

Фосфор До 0,18

Хром До 0,08

Данный чугун имеет феррнтную структуру. При энергии удара (А)равной

0,784 Д;к (А 1) ударно-усталостная прочность составляет 7080 ударов, а при 1,66 Дж (А2) - 200 Ударов.

Наиболее близок к предлагаемому

5 но технической сущности и достигаемоиу результату ковкий чугун (23 следующего химического состава, вес.%1

Углерод 2,5-2,9

Кремний 0,8-1,2 тп Марганец 0,3-0,б

Алюминий 0,02-0,025

Ванадий 0,032 -0,574

Железо Остальное

Отжиг дпя получения перлитного или перлитно-ферритного ковкого чугуна производится по 12-часовому режиму °

Недостатком известного чугуна является низкая стойкость к повторному удару.

Относительно низкая прочность приводит к быстрой поломке деталей

as этоГо. чугуна, работающих в Условиях многОкратнО повторяющихся ударных нагрузок.

Цель изобретения - повышение стой кости чугуна к .повторному удару.

Указанная цел, достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, ванадий и

992608

Для получения сплава готовят пять смесей ингредиентов, представленные в табл. 1.

I,Таблица 1

Спла

1 2,5 0,8 0,3 0,002 0,043 0,126 0,07 . 0,09

Осталь2 2 63 1 16 О 53 О 002 О 18 О 130 О 07 О 09 ное

3 2 85 1 18 0 51 О 003 О 66

4 2 9 1 2 0 б О 005 О 96

0,13

0,07 0,08

0,18 0,08

О., 18

2,85 1,18 0,51 0,02- 0,57Ц

0,025

Сплавы получают иэ белого чугуна, жидкого чугуна 1400-14306С ° Отжиг выплавляемого дуплекс-процессом водо производят по 36-часовому режиму. охлаждаемая вагранка (10 т) - дуго- . В табл. 2 представлены механиче40 вая кислая электропечь (10 т), леги- ские свойства предлагаемого и известрование ванадием в 80 кг разливочных його чугунов состава, вес.Ъ| С 2,85, ковшах. Чугун разливают в сырые фор- Si 1,18,Èï 0,51,Ге Остальное, отличаюмы из формовочной смеси. Температура .: шихся содержанием ванадия и алюминия.

Таблица 2

Среднее количество ударов до разрушения при A 0,78 Дж

Состав

43850

202

202

197

460

О i 020

0,022

0,025

Ч

0,574

87000

3,5 214

530

0,002

0,003

0,005

4 214

530

0,66

210

520 железо содержит компоненты в следующем соотношении, вес.В:

Углерод 2,5-2,9

Кремний 0,8-1,2

Марганец 0,3-0,6

Алюминий 0,002-0,005

Ванадий 0,043-0,66

Железо Остальное

В качестве примесей. чугун содержит, вес.Ъs

Сера До 0,18

Фосфор До 0,18

Хром До 0,08

Исходная структура белого чугуна состоит из перлита и цементита вто-, ричного. К началу первой стадии гра. фитизации чугун аустенизируется (перлит превращается в аустенит).

Во время первой стадии графитизации цементит вторичный(карбид железа Ге3С) переходит в углерод отжига, а аустенит в интервале эвтектоидного превращения 750-720 С (вторая стадия графитиэации) в присутствии ванадия, являющегося карбидообразующим элементом, перлитиэируется. Влияние ванадия как элемента тормозящего вторую стадию, усиливается при уменьшении

30 содержания алюминия, являющегося графитизатором. Таким образом, конечная структура ковкого чугуна состоит иэ углерода отжига и перлита.

992608,Продолжение табл. 2

1Среднее количество ударов до разрушения при A 0,78 Дж

Состав

229

0,020

0,022

0,025

480

40800 . 39700

39000

0,66

480

229

227

470

Из данных табл. 2 видно, что предлагаелый чугун (составы 4 — б )имеет более чем в 2 раза выше стойкость к повторному удару. С повышением коли чества ванадия (составы 7 - 9) по . сравнению с известным чугуном(составы 1 - 3) снижается стойкость к ггоаторному удару. Таким образом, стойкость к повторному удару зависит от введения в чугун ванадия и алюминия.

При содержании алюминия 0,0020,005 вес.В оптимальная добавка ванадия находится в пределах 0,0430,66 вес.Ъ и при дальнейшем увеличении ее приводит к уменьшению стой- . кости.

Более высокая стойкость к повторному удару достигается тем, что в результате отжига белого чугуна по

36-часовому режиму образуется перлитный ковкий чугун. Изделия из предлагаемого сплава более долговечны при эксплуатации и обрабатываются при резании и шлифовании по существующим технологическим нормам.

Технология выплавки предлагаемого чугуна не меняетСя.

Использование предлагаемого чугу-. на позволит повысить срок службы агрегатов и узлов, работающих в условиях многократно повторяющихся ударных нагрузок более чем в 4 раза, а также уменьшить расход металла в б раз..Формула изобретения

Ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, ванадий и железо, о т л и ч а ю щ и Я с я тем, что, с целью повышения стойкости к повторному удару, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.В:

Углерод

Кремний

35 Марганец

Алюминий

Ванадий

Железо

2,5-2,9

0,8-1,2

0,3-0,6

0,002-0у005

0 043-0,66

Остальное

40 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. ГОСТ 1215-79

2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2955448/22-02, 45 кл. С 22 С 37/00, 1980 °

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

Корректор Ю. Макаренко

Дудик

Редактор Л. Пчелинская Техпед М.Надь

Заказ 377/33 Тираж.625 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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