Чугун

(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(56) 1. Авторское свидетельство СССРФ 836185, кл. С 22 С 37/00, 1981.2. Авторское свидетельство СССРКф 981426, кл. С 22 С 37/00, 1982. ащий ибде Ч м глерод, сурьмуй с я окалиноон соде мчремний ане и железо, тем, что, стойкости ю щи щения с цель и рост ьно со стоичивос ржит каль ополнител ии кампо ледующес,Е: кель принентов, мУглероКремн 1 соотно 3,0-3,4 1,6-3,0 ,005-0,0 0 ЧМарган Молибд Сурьма Никель Кальци Железо ец ен О,0-2, 0 1-0,02 тально 0 О ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИИ БРЕТЕИИЯИзобретение относится к литейттому производству, я именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изготовления ответственных отливок, рабо- тающих в условиях повышенных темперятур,Известен чугун 1 1, содержащий,мас,%:Углерод 3,0-3,4 10Кремний 1,б,2Марганец 0,005-0,04Сера 0,1-0,2Сурьма О, 15-0,25Железо Остальное 5Однако известный сплав имеет недостаточную степень легирования метал.пической основы и неравномерное распределение графита в структуре.Наиболее близким к предлагаемому 20по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун 2 1 следующего химического состава, мас.7.:углерод 3,0-3,4Кремтптй 1,б - 2, 2Марганец 0,005-0,04Сера 0,08-0, 10Сурьма 0,05-0,14Молибден 0,1-0,4Железо Остальное30Известный чугун имеет в своем составе элементы, стабилизирующие карбидную фазу и легирующие структурныесоставляюттттте материалы, что обуславливает удовлетворительные механичес 35кие свойства чугуна. Однако при повьппенных температурах необратимое увеличение обьемя материала и низкая окялиностойкость вызывают почомки сопрягаемых дета:тей мяппттт,0Цель изобретения - улучшение окалиностойкости и ростоустойчивости.Для достижения указанной цели в состав сплава дополнительно введен никель и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 3,0-3,4Кремний 1,б,0Марганец 0,005 в ,04Молибден 0,1-0,450Сурьма 0,05-0,1Никель 1,0-2, ОКальций О, 001-0, 02Железо ОстальноеКак примесь в сплаве может присутствовать сера в количестве до 0,05%.Пределы содержания компонентов выбирают исходя из наиболее блягоприятного сочетания структуры и свойств чугуна, Нижний предел по содержанию углерода и кремния органичен получением структуры без включений эвтектического цементитя, верхнтттт - получением перлитной основы с включеттиями феррита не более 27,. Нижний предел по содержантпо молибдена сурьмы, никеля и кальция должен обеспечивать повьтшение жаростойкости и ростоустойчивости при минимальном легирова:тии металлической матрицы. Увеличение концентрации перечисленных элементов выше верхнего предела способствует повышенито указанныХ свойств и экономически не тделесообразно. Оптимальный состав сплава содержит, %; углерод 3,2, кретттий 1,8, марганец О, О 3, молибден 0,25, сурьмд 0,08, никель 1,5, кальцйй 0,011.Технология получения предлагаемого сплава заключается в расп.тавлении метяллизовянных вьтсокоуглеродистых окатышей, введении в расплав ферросплавов кремния (75% 5 ), молибдена (45% МО), кристаллической сурьмы и технического никеля. Гиликокальций вводится в ковттт перед зя:птвкой.1 асчет шихты осуществпяется с учетом усвоения кремния, сурьмы, никеля т,:а уровне 85-907, молибдена и кальция на уровне 80-85%.Наличие в составе чугуна кальция рафицирует сплав и в процессе эвтектической кристаллизации очишает границы зерен от неметаллических включений, Никель дополнительно легирует структурные состав;тяющие и повышает плотность чугуна. Перечисленные факторы поттожительтто тзлттятот пя ростоустойчивость и окалиностойкость чугуна.П р и м е р, Для изучения структу. ры и своиств чугуна предлагаемого состана выплавляют сплавы с различнымсоцержанием компонентов, Для сравнительных испытаний используется чугун известного состава с содержанием ингредиентов на среднем уровне. Плавка чугуна проводится в индукционной печи с использованием ттизтсомяргаттцовистой шихты - высокоуглеродистых металлизованных окатьпей, Образцы для испытаний заливают в сухую песчаную форму. И испытания на окалиностойкость и ростоустойчивость проводят при 700 С и 500 С соответственно.о, о1104 Химический состав чугуна Содержаниекомпонен"тов,мас.ОкалиностойРостоустойчивость,Чугун ФС 81 Мп МоБЬ Бд Са кость( ч Известный Средний 3,2 1,9 0,022 0,25 0,09 -- 1,7 0,36 Предлагаемый Нижний 3,0 1,6 0,005 0,1 0,05 1,0 0,00 0,9 0,16 Средний 3,2 1,8 0,023 0,25 0,08 1,5 0,011 0,1 0,09 0,4 0,1 2,0 0,02 0,06 0,04 0,1 0,05 0,75 0,001 1,7 0,36 Вышеверхнего 3,4 3,0 0,04 0,4 0,1 2,4 0,025 1,75 0,44 Составитель Н.ШепитькоРедактор О.Бугир Техред М,Кузьма Корректор И.Эрдейи Заказ 5169/19 Тираж 603 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035; Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4 Составы сплавов и результаты исследований представлены в таблице,Как видно из таблицы, дополнительный ввод в сплав никеля и кальциязначительно повышает ростоустойчи-,вость и окалиностоикость,Верхний 3,4 3,0 0,04Ниженижнего 3,0 1,6 0,005 18 О 411 редлагаемый состав чугуна целесообразно использовать для изготовления толкателей машин для литья под давлением. Ожицаемьп годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого сплава составит 37,0 тыс.руб.