Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХПСЦЮЮ 3 аксмииРЕСПУЬЛИН ИФ (111А 4(51) С 22 С 37/08 опислния изоБРЕТВНил-,Н АВТОРСЯОММ СВИД:ТЕЛЬСТВУ1 яьЮ ЪГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТКРЫТИЙ Ф Ф(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(56) 1, Авторское свидетельство СССРФ 956595, кл. С 22 С 37/10, 1982.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 355212/22-02,кл, С 22 С 37/О, 1904.83.(54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод,кремний, марганец, сурьму, хром, молибден, бор, серу и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения склонности к объемной усадке и отбелу, он дополнительно содержит никель и медь при следующем соотношении компонентов, мас.й:Углерод 3,2-3,4Кремний .1,6-3,0Марганец 0,005-0,04Сурьма0,05-0,14Молибден 0,1-0,4Бор 0,08-0,8Сера 0,08-0,1Хром 0,1-0,4Никель 0,1-0,5Медь 0,4-1,0Железо Остальное91 1. 11357Изобретение относится к металлур-гии, в частности к разработке составов чугуна для отливки корпусных деталей, работающих в условиях повышенных давлений. 5Известен чугун И , содержащиймас.%:Углерод 2,0-2,6Кремний 3,2-4,4Марганец 0,5-1,00Сурьма 0,01-0,08Алюминий 0,01-0,10Железо ОстальноеЧугун склонен к отбелу и имеетбольшую объемную усадку. 15Наиболее близким к предлагаемомусоставу по технической сущности идостигаемому результату являетсячугун 12 следующего химическогосостава мас,%: 20Углерод 3,2-3,4Кремний 1,6-3,0Марганец 0,05-0,04Сурьма 0,05-0,14Хром 0,5-3,0 25Молибден , 0,1-0,4Бор 0,08-0,18Сера 0,08-0,10Железо ОстальноеИзвестный чугун обладает удовлет- З 0ворительными механическими свойства-.ми, однако он имеет большую склонностьк отбелу и усадочньи явлениям, чтозначительно сужает возможность применения сплава ввиду его низкой гер- З 5метичности,Цель изобретения - уменьшениесклонности к объемной усадке и отбелу.Для достижения указанной целичугун, содержащий углерод, кремний, 40марганец, сурьму, хром молибден, бор,серу н железо, дополнительно содержитникель и медь при следующем соотношелнии компонентов мас.7.:Углерод 3,2-3,4 45Кремний 1,6-3,0Марганец 0,005-0,04Сурьма 0,05-0,14Молибден 0,1-0,4Бор 0,08-0,18 50Сера 0,08-0,1Никель 0,1-0,5Хром Ор 1-Ор 4Медь0,4-1,0Железо Остальное 55,".,сбавки никеля и меди при введе"нии в состав чугуна оказывают существвенное влияние на процесс кристаллизации сплава, Измельчая дендриты пзр вичного аустенита и повьппая дисперсность эвтектических зерен в период кристаллизации термических узлов от-, ливки затвердевает наружная поверхность и за счет подпитки жидкого металла и измельчения первичной структуры усадочные явления носят равномерно распределенный по объему характер, Никель и медь являются элементами, способствующими кристаллизации высокоуглеродистых сплавов по стабильной диаграмме с образованием графитной эвтектики, Графит эвтектики при кристаллизации сплава и при выделении его из аустенита в период охлаждения отливки заполняет усадоцные поры и делает структуру более плотной, В таблице представлены химические составы исследуемых чугунов и их свсйства.Уменьшение концентрации меди и никеля ниже нижнего предела (И = 0,08; Сц = 0,4) уменьшает графитизнрующее действие прнсадок, что повьппает склонность чугуна к отбелу и величину усадки, Увеличение меди более 1,0% и никеля более 0.5% не оказывает существенного влияния на улучшение свойстви экономически нецелесообразно. Некоторое повышение объемной.усадки ивеличины отбела связано с увеличениемразмеров первичной структуры,Пределы содержания компонентов установлены исходя из благоприятного сочетания структуры и свойств чугуна, Нижний предел по содержанию углерода 3,2% и кремний 1,6% ограничен.получением структуры без метастабильной эвтектики. Верхний (углерод 3,4% и кремний З,О) - способствует получениюперлитной структуры с включениямиферрита не более 3%. Нижний предел по содержанию марганца 0,0057, сурьмы 0 р 05% у молибдена О, 1 7, бора О, 087. и серы 0,087 обеспечивает получение сглаза с высокими механическими свойствами при минимальной степени легиРования чугуна. Увеличение марганца более 0,004 приводит к появлениюферрита в структуре что отрицательно сказывается на свойствах чугуна. По-. вьппение содержания сурьмы молибдена бора и серы ньппе О,47, 0,4%, 0,187 и 0,1% соответственно вызывает появле ние ледебурита в структуре и повышает склонность сплава к усадсчным явлениям. Содержание 0,1% никеля и 0,57,,005 0,05 О., э 04 0114 Оя иже нижнего 3,2 3 ыше верхего Продолжение т Известный 0,09 2,9 7е 3 0,08 0,4 1енлнел ППП Петену г. Унгорол, ул.лроентн меди определяет минимальное количество данных элементов, которое сущест-, венно уменьшает образование усадочных дефектов в материале, Повышение конструкции никеля и меди выше 0,5 и 1,0% не дает значительного эффекта и экономически не целесообразно. Оптимальный состав сплава содержит, %: углерод 3,3; кремний 2,3%; марганец 0,022%; сурьма 0,09%; молибден 0,25%;О бор 0,13%; сера 0,09%; хром 0,25%; никель 0,3%; медь,0,75%,П р и м е р. Для изучения структуры и свойств чугуйа предлагаемого состава были выплавлены сплавы с различным содержание компонентов, химические составы которых представлены в таблице, Для сравнительных испытаний используют чугун известного химического состава со средним уровнем 20 содержания ингредиентов. Еак видно 1 4из таблицы, дополнительный ввод всостав чугуна никеля и меди уменьша"ет склонность сплава к отбелу и объемной усадке,Технология получения высокоуглеродистого сплава железа предлагаемогосостава заключается в расплавленииметаллизованных окатышейр ввода врасплав ферросплавов кремния (45% За);молибдена (45% Мо)р бора (15% В),кристаллической сурьмы, электролитических никеля и меди. Сурьма, никельи медь вводится в ковш заливкой литейных форм,еРасчет шихты осуществляют с учетом усвоения кремния, сурьмы никеля и меди на уровне 85-95%, молибдена и бора на уровне 75-85%Экономический эффект от внедрения составит 25 тыс. руб.