Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСй 3 ЮЯВййЕПЕЖРЕСПУБЛИК ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ 1)г(54) (57) ЧУГУН,кремний, марганелезо, о т л и ччто с цвтью повсти при изгибе,снижения модуляполнительно содеющем соотнощенииУглеродКремнийМарганецФосфорЦерийЛантанЖелезо ство СС 1974. во СССР 1963.ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Днепропетровский ордена Трудов,го Красного Знамени металлургическийинститут им. Л.И.Брежнева(56) 1, Авторское свидетель СРУ 523956, кл. С 22 С 37/00,2. Авторское свидетельстФ 206109, кл, С 22 С 37/00,одержащнй углерод, ц,фосфор, церий и жею щ и й с я тем, ьаиения предела прочно- ударостойкости и упругости, он дожит лантан при следу- компонентов, мас.%:3,2-3,82,0-3,00,5-0,80,3-0,8О, 6-0,20 08-0Остальное30 Целью изобретения является повы шение предела прочности при изгибе, ударостойкости чугуна и снижение модуля упругости.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор,церий и железо, дополнительно содержит лантан при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Углерод 3,2-3,8Кремний 2,0-3,0Марганец 0,5-0, 8Фосфор 0,3-0,8Церий 0,16-0,2Лантан 0 08-0 1Э У55Железо ОстальноеПри установлении необходимых соотношений компонентов учитывали следующее. Изобретение относится к металлургий, в частности к изысканию чугунов, применяемых для отливки мелющих тел, обладающих повышенной прочностью и ударостойкостью, 5Известен чугун 111 следующего химического состава, мас,7:Углерод 2, 8-3, 3Кремний 0,5-1,2Марганец 0,5-0,8 0Церий 0,04-0,08Иттрий 0,02-0,07Железо . ОстальноеНедостатком известного чугуна является низкая прЪчность, обусловлен Рная наличием в структуре большого количества хрупкой составляющей - цементита, что вызвано низким параметром графитизации (К), т.е. малым содержанием графитизирующего элеменЭ та кремния.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун 21 следующего химического состава,мас.7:Углерод 3,0-3,6Кремний 2,0-2,6Марганец 0,3-0,7Фосфор 0,1-0,3Церий 0,03-0,06Бор 0,016-0,06Сера До 0,05Железо ОстальноеИзвестный чугун характеризуется высоким модулем упругости, недоста- З 5 точной прочностью и ударостойкостью из-за наличия в структуре большого количества ледебурита./Углерод является основным элементом, определяющим количество карбидной Фазы, а также структуру металлической матрицы. Увеличение содержания его свьппе 3,87,приводит к выделению графитных включений, снижающих твердость чугуна. При содержаниях углерода ниже 3,27 уменьшается содержание в структуре карбидной Фазы, снижающей твердость чугуна.Кремний в указанных пределах является легирующим элементом в белых чугунах, повышающим микротвердость феррита. Кроме того, он обеспечивает получение необходимой степени графити зации чугуна К). Увеличение содержания кремния свыше 3,0 7 приводит к снижению физико-механических и специальных свойств, При снижении содержания кремния ниже 2,07. параметр графитизации Кг низок, а поэтому наблюдается рыхлость металла.Марганец в пределах 0,5-0,87 способствует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлической матрицы. При увеличении содержания его вьппе 0,87. увеличивается зерно, появляется транскристалличность в макроструктуре чугуна, При уменьшении содержания марганца менее 0,5 Х снижаются физико- механические и специальные свойстваФосфор в указанных пределах споСобствует повьппению твердости и жидкотекучести белого чугуна. При содер 1 жаннях фосфора ниже 0,37 указанное . влияние проявляется незначительно, При содержаниях выше 0,8 Е в структуре резко увеличивается количество хрупкой фосфидной эвтектики, которая снижает износостойкость чугуна,П р и м е р . В высокочастотной печи ЛПЗМ выплавляют чугуны предлагаемого состава и прототипа и заливают в кокильные формы для вырезки образцов для испытания физико-механических свойств, а также шары диаметром 60 мм. Модифицирование осуществляют ; металла прототипа - фер- роцериеМ, а предлагаемого чугуна - церийпантановой лигатурой. Отливки получают следующих размеров: диаметр 50 мм; высота 200 мм; шар диаметром 60 мм. Из цилиндрических отливок вырезают образцы для химического анализа, металлографических исследований, измерения пределов прочности при изгибе и растяжении,3определения модуля упругости. Отлитые шары испытывают на ударостойкость. Испытания механических свойств проводят по стандартным методикам, Испытание ударостойкости производят по числу ударов до разрушения литого шара при падении с высоты 6 м. Модуль упругости определяют ультразву. ковым методом на установке УЗИС-ЛЭТИ,Химический состав и результаты ис- О пытаний приведены в таблице. 1092200 4Из приведенных данных видно, что модифицирование церием и лантаном в совокупности с повышенным содержанием фосфора приводит к повышению предела прочности при изгибе на 16-35 ударостойкости на 21-65 и снижению модуля упругости на 6-183,Годовой экономический эффект от замены стальных катаных шаров диаметром 60 мм литыми из чугуна предлагаемого состава составит 654753 руб, 1 Г Г 1Г. Число ударов до разрушения 33 аавка, У С 83. 33 п Р Са Ьа В 184000 393000 725 727 0,08 0,08 0,10 0,30 0,10 О, О 0,08 0,08 0,07 0,08 21 з,г г,оо 38 2,00 3,2 Э,ОО 3,8 3,00 32 200 0,50 О, ЗО О 50 О 80 0,50 0,80 0,50 0,30 0,80 О,ЗО 0,80 080 9 179000 183000 21 703 20 745 736 722 182000 381000 2 Э 3,8 г,оо 3,8 3,00 3,5 250764 20 22 703 38 660 687 22 1 О З 5 2503,5 2,503,5 250 688 73 23 19 17 0,09О, О 12 8940,035 568 З 5 250 3,3 2,30 Э О 31 14 ПрототипЪ Составитель Н,ШепитькоРедактор М, Бар , Бандура Техред М,Тепер КорректорО.Билак Заказ 3210/17 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб., д. 4/5