Чугун

СО(ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) (1) 3(51) С 22 С 37 нный НОмитет сссР РЕТЕНИЙ И ОТНРЬ(ТИ ГОСУДАРСТВЕПО ДЕЛАМ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 3571618/22-0204.04.8323.06.84. Бюл. М 23И.Б. Гилевич, Л.В. БогатенковЛопухов669.15-196(088.8)1. Колбнев И.ф., Крымов В.В.иков А.В. Цветное литье из леплавов. Справочник литейщикаМашиностроение", 1974, с.337Авторское свидетельство СССР738, кл. С 22 С 37/ 10 1973. 1) 2) езо, очто, против ещнн в ЗК,о ий при ненто о(56)Мельнких с2 ТОРСКОМУ СВИДЕТ молибден и жещийся тения стойкостиобразования тператур 273-6содержит ванаотношении ком Углерод Кремний МарганецХром Никель Молибден Ванадий Железо тличаюс целью повыш коробления и интервале те дополнитель следующем сомас.%: 3,0-3,5 1,6-2,2 0,7-1,0 0,55-0,8 0,3-1,0 0,06-0,15 0,02-0,1 Остальное50 55 бО Температура перегрева чугуна 1733- 1763 К, температура заливки форм5 1613-1633 К,Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам чугунов с повышенной термостойкостью при температурах 273-673 К, используемых для изготовления литейных чугунных Форм, например кокилей под заливку алюминиевого или бронзового литья.Известен чугун для изготовления .кокилей со сложной конФигурацией (1) состава, мас.:Углерод.3,1-3,4Кремний 1,4-1, 7Марганец 0,8-1, 2Никель 0,25-0,35Хром 0,1-0,2Железо ОстальноеОднако такой чугун имеет недостаточную износостойкость и склонен к образованию термических трещин, что отрицательно влияет на долговечность (работоспособность) кокилей.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемым свойствам является чугун (23 состава, мас,:углерод 3,2-3,8Кремний 1,8-26Марганец 0,1-0,5Хром 0,1-0,6Никель 0,5-3,5Молибден 0,1-0,6Железо ОстальноеИзвестный чугун обладает невысокой твердостью (НВ=200-220), отно. сительно высокой термостойкостью, предназначен для изготовления тонкостенных (до 25 мм) кокилей, обладает невысокой пластичностью и стойкостью по короблению и трещинам.Целью изобретения является повышение стойкости против коробления и образования трещин в интервале температур 273-673 К.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, мо- либден и железо, дополнительно содер жит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.:Углерод , 3,0-3,5Кремний 1,6-2,2Марганец Оз 7-1 г 0Хром 0,55-0,8Никель 0,3-1,0Молибден 0,06-0,15Ванадий 0,02-0,1Железо ОстальноеВ качестве примеси чугун может содержать до 0,12 серы и до 0,2 ФосФора.Легирование чугуна ванадием с молибденом способствует получению мелкозернистой структуры по всему сечению кокиля с толщиной стенок 15-60 мм. Ванадий препятствует росту зерна, уменьшает падение твердос 5 10 15 20 25 30 35 40 ти при отпуске, позволяет использовать высокие температуты отпуска,способствуя получению чугуна с болеевысокой пластичностью. Мелкозернистая и однородная структура чугуна,содержащего ванадий, обуславливаетполучение высоких механическихсвойств. Чугун с ванадием хорошовыдерживает перегрев, что позволяет проводить термическую обработкупри более широких температурных интервалах.Эффективность влияния легирования серого чугуна на уменьшениесклонности отливок к образованиютрещин и коробления заметно повышается (на 40-60) при проведении отжига (нагрев до температуры 8731013 К, выдержка 1,5-4,0 ч с медленным охлажданием в печи). Отжигснимает литейные напряжения и стабилизирует размеры чугунных отливок(кокилей). Цель отжига - образованиедисперсных фаз. Отжиг регулируетколичество карбидной фазы в чугунеи степень легирования твердого раствора, что повышает пластичность чугуна. По повышению пластичностичугуна можно установить склонностьего к образованию трещин и короблению,Сочетание ванадия с молибденом,хрома с никелем наделяет серый,чугун после термической обработки (отжига) наиболее высокой стойкостьюпротив образования трещин и коробления при резких колебаниях температурчем при других известных сочетанияхлегирующих добавок.Никель мало влияет на величинузерна чугуна, но повышает твердостьи прочность, увеличивает прокаливаемость и повышает прочность при высоких температурах. Так как кокильнаяоснастка работает при температурахне выше 673 К содержания никеля вчугуне достаточно в пределах 0,3-0,1для обеспечения высокой прочности итвердости кокилей в процессе эксплуатации. Микроструктура, образующаяся вчугунных отливках после отжига, наиболее полно удовлетворяет требованиям, которые предъявляются к структурам сплавов, работающих в режимах нагрев охлаждение.Для получения чугуна предлагаемого состава металл выплавляют в индукционной тигельной печи ИЧТМ с кислой Футеровкой. Легирующие элементы-хром, молибден, никель и ванадий вводят в виде легированной стали в жидкую ванну. Марганец - в виде Ферромарганца. За 2-3 мин до разливки чугуна вводят дробленный ферросилиций,1098971 их механические и служебнйе свойствав литом и термообработанном состоянии. Т а б л и ц а 1 Содержание компонентов состава, мас.Ъ Состав чугуна в Ип Сг К 1, Ио Ге 0,02 Осталь 0,6 0,3 0,55 0,7 ЗфО 1160 ное 0,06 0,13 0,6 0,7 0,9 3 г 2 0,06 0,8 0,8 0,12 0,15 0,65 1,9 3,0 0,80 3,5 0,1 1,0 2 с 2 1,0 013Ок 25 0,41 Ок 9 34 Известный Таблица 2ударная вязкость Твердость,и, МДЖ/м НВ Величина коробления поверх.кокиля, мм Величина трещиныв углах кокиля,ММ Состав чугуна Термообрабо танное состоя ние Литоесостояние Термообработанноесостояние Термообработанноесостояние Литое состоя- ние Литое состояниеермобраотанитоеостоя оеостояие 0,3 О, 0125 Ор 4 190 01085 Ок 092 0,094 0,088 91 3 О,96 0,0 тсутств 192 25 0,15 Отсутствует О25 5 О,09 Ою 2 р 7 17 0076 вестный года- однослужбы кокилей в 1,5-2 раза бла ря получению мелкозернистой и родной структуры.Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава чугуна для изготовления кокилей под заливку алю миниевыми сплавами составляет около 35 руб. на тонну годного алюминиевог литья в кокиль за счет повышения стойкости (срока службы) кокилей, снижения трудоемкости обрубных работ и уменьшения брака алюминиевого литья по газовым раковинам и откло:не филиал ППП "Патент жгород, ул.Проектная,В табл. 1 приведены предлагаемыехимические составы чугуна, в табл.2 ИспытаниЕ чугуна на стойкость проводят в литом состоянии после 50 100 циклов (нагрев до температуры 673 К и охлаждение в воде до температуры 293 К) по величине коробления поверхностей и по ширине трещин разгара. 55Из табл. 2 видно, что ударная вязкость и твердость предлагаемого чугуна выше, чем известного, а вели.чина коробления и протяженность трещин ниже. 60Использование чугуна предлагае- мого состава позволяет повысить срокВНИИПИ Заказ 4323/22 ниям геометрических размеров.аж 603 Подписное