Чугун

Ссаа СОВЕТСНИХШИМИГМеиииРЕСПУБЛИН госуддрства+ цй ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕ МИТЕТ ССС ТЕНИЙ И ОТНРЫТИ(71) Ростовский-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени институт сельскохозяйственного машиностроения и Таганрогский ордена Отечественной войны 1 степени, ордена Трудового Красного Знамени комбайновый завод (53) 669.13-198(0888)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 536248, кл. С 22 С 37/10, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 654691, кл, С 22 С 37/10, 1979. ы 80.1 036789 А 1(54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод,кремний, марганец, хром, алюминий,.редкоземельные металлы, бор и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения механических свойств, он дополнительно содержитникель и кальций при следующем соот ношении компонентов, вес,Ъг УглеродКремнийМарганецХромАлюминийРедкоземельметаллыБорНикельКальцийЖелезоУглерод 2,1-3,3 Кремний 2,0-3, 8 Марганец 0,1-0,8 Хром 0,001-0,2 Никель О, 001-.0, 3 Алюминий ,0,001-0,1 И один или болееэлементов, выбранный иэ группы, содержащей стронций,церий, итрий,лантанЖелезо 0,01-0,1Остальное Однако известный сплав характеризуется низкими механическими свойствами, кроме того, высокое содержание кремния, даже при минимальном рекомендуемом его количестве в сплаве, затрудняет получение толстостенных отливок (с толщиной более 15 мм) из ковкого чугуна, так как в исходом белом чугуне выделяется первичй графит (отсер). Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун (.2следующего химического состава, вес.%: 1,7-2,9 1,3-2,3 0,2-050,03-0,110,02-0,50,03-0,11 УглеродКремнийМарганецХромАлнминийСурьмаРедкоземельныеметаллы (РЗМ)БорЖелезо 0,03-0,1001-0,05Остальное Однако известный чугун также имеет низкие механические свойства, особенно ударную вязкость (200- 400 кДж/м ), что обусловливается довольно высоким содержанием алюминия, который ухудшает Форму углерода отжига и, особенно, наличием сурь вы, которая в виде легкоплавких соединений с серой, железом и другими элементами распределяется в основном по границам зерен, ухудшая механические свойства чугуна.Цель изобретения - повыаение механических свойств чугуна.Эта цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий , РЗМ, бор и железо, дополнительно содержит никель и кальций при следующем соот ношении компонентов, вес,В: Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию составов чугуна с высокими механическими свойствам и.Известен чугун 1следующего химического состава, вес.е:В качестве шихтовых м-териалов 55используют предельные и литейныечугуны, стальной лом, в состав которого входят наряду с углеродистымисталями, низколегированные маркисталей 40 Х и 20 ХНЗА, ферромарганец. и Ферросилиций. Использование в ших те лома низколегированных мароксталей позволяет получить в сплавенеобходимое количество хрома и никеля.Изменение содержания в сплаве алкминия, бора, кальция, РЗМ, доби 65 10Присадка необходимого содержанияхрома и никеля обеспечивается использованием при плавке жидкого чугунав составе шихтовых материалов отходов низколегированных марок сталей 15 40 Х, 12 ХНЗА и других.Введение никеля в пределах 0,10,6 позволяет микролегировать металлическую матрицу чугуна, способствует увеличению количества цент ров графитизации, осоебнно при: короткой по времени низкотемпературной обработке, ускоряет процесс диффузии углерода, повышает метастабиль.ность цемента и этим способствует 25 ускоренному отжигу чугуна с повышен"ным содержанием хрома.Введение кальция (0,02-0,1 Ъ) вжидкий чугун позволяет качественнеерафинировать металл, более полно 30 использовать модифицирующее действиеРЗМ, обеспечивает увеличение количества центров графитиэации, получение значительной части неметаллических включений благоприятной округленной Формы, очищение границ зерен отлегкоплавких соединений и этим способствует повышению механическихсвойств и ускорению отжига белогочугуна на ковкий с повышенным содержанием хрома.40 . Хром, при его повышенном до 0,4. содержании, легирует сплав, улучшает Форму углерода отжига и этим способствует повышению .прочностныхсвойств ковкого чугуна. Тормозящее 45 влияние хрома на процесс графитиза"ции белого чугуна нейтрализуетсявведением в сплав никеля и кальция.Способ осуществляют следующим0,1юююю блица 2.,Механические свойстваВеюююеююююа юОтносительное Твердость,удлинениеНве Чугун Ударная вязкость,сдж/м 2 Временное сопротивление 88,МПА 350-400 известный 1 5 г.0-54 450-480 170180 4,4-49 2,8 Ю 3,2 430-460 370-400 190-200 200220 250-300200-220 Предлагаемюй 187-190 193201 500-530 540-580 6,9-75 7,8 Ю 8,3 780-830 800-850 720-760 560-6007 юО 7,4ввЕЮЮЮЮЮЮЕ ЕВВЮевВНИИПИ Заказ 5945/27 Тираж 67 200207 6 Подписное филиал ППП "Патентф, г.Ужгород,ул.,Проектная,4 Гваются вводом в раэливочныц ковш при его наполнении, алюминия, ферро бора, кальцкцсодержащих материалоВ и РЗМ,Образцы для механических испытаний заливают в песчаноюглкнистые 5 форМы прк темпеРатуре жидкого мею талла 1420 С.Чугун известного и предлагаемого .составов отжигают на ферритоюперлиютовую структуру в электрической 36 хрощааленноц проходной печи с нейтральной атмосфероц, с общим циюйм 20 ч. Первую стадию графиткзации осуществляют прк 980 Ю 1000"С эа 6 ч, вторую стадию графитизации - при 15 плавном охлаждении от 760 до. 720 С ,эа 2,5 ч. Структура образцов отожженного чугуна имеет 6065 перлита, , феррит и углерод отжига.Химический состав предлагаемогои известного сплавов и их механи-, ческие свойства после отжига привФ дены в табл. 1 и 2 соответственнЬ.По данным табл. 2 слЕдует, что механические своцства (прочность,пластичность и ударная вязкость)юючугуна предлагаемого состава значи тельно превращают эти свойства у известного .чугуна.Увеличение содержания никеля более 0,6 и кальция более 0,1экономически не целесообразно. Кроме того, возможно появление первичного графита (фотсера") в чугуне, мто отрицательно влияет на механические свойства ковкого чугуна.Щедлагаемыц сплав позволяет использовать прк плавке жидкого чугуна в составе шихтовых материалов отходи низколегированных марок сталей, не затрачивая средства на сортировку стального лома и, что самое важное, использовать такиелегкрующие элементы, как хром и никель, из шихтовых материалов для повьзпения прочностных свойств отли- . вок из ковкого чугуна.Годовой экономической эффект от внедрения предлагаемого чугуна зачет сйижения веса отливок, уменьшения их брака и использования деше,вых шкхтовых ветериалов при плавке ,составит 150 тыс.руб.