Высокопрочный чугун

СО 1 ОЭ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 С 22 С 3810 РЕТЕНИЯТВУ ИСАНИ ьР ев,овогоский й ордена Труни политехнич об аССР1982.,005-0,05 0,2-0,7Остальное эл Ни ь елезо ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ(56) Механические свойствадуемые составы и термическботка ВЧШГ. ГОСТ 7293-О.Авторское свидетельство9 985119, кл. С 22 М 37/00 801174489 А(54)(57) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, алюминий, редкоземельные элементы и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния пластичности и ударной вязкости при сохранении уровня прочности, он дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Углерод 3,4-3,8 Кремний 1,6-2,4 Марганец 0,1-0,3 Магний 0,04-0,07 Алюминий 0,01-0,05 Редкоземельныеементы 0Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов высокопрочного чугуна для производства ответственных машиностроительных отливок.5Цель изобретения - повышение пластичности и ударной вязкости при со"хранении уровня прочности.Содержание элементов и механичес 0кие свойства высокопрочного чугунаприведены в табл. 1 и 2.Углерод в пределах 3,4-3,8обеспечивает хорошие литейные и меха.нические свойства сплава, Нижнийпредел углерода 3,4 обуславливаетсянеобходимостью исключения структурно.свободного карбида в матрице чугуна,Увеличение концентрации углеродавыше 3,8 нежелательно, так как приэтом ухудшается форма графита, наблюдается его Флотация и т.д.Концентрация кремния 1,6-2,4 обеспечивает, получение благоприятного сочетания пластических и прочностных свойств чугуна. Нижний предел25по кремнию установлен исходя из требования исключения отбела в отливках, верхний предел установлен исходя из требования низкого легирования Фе ррита кремнием и таким образомповышения пластичности ВЧШГ, при этомповышаются и прочностные свойства, Такимобразом, выбранные сочетания углерода и кремния являются оптимальными.Недостаточно высокое содержание крем- З 5ния, который охрупчивает феррит, компенсируется несколько завышенным со-.держанием углерода, при этом обеспечивается высокая пластичность и прочность чугуна.40Ограничение по содержанию марганца (О, 1-0,3 ) установлено исходя изтребования достижения высокой пластичности и ударной вязкости и желательности получения ферритной матрицй. Нижний предел обеспечивает сохранение прочности ВЧШГ. Выше верхнего предела содержания,(0,3 ) наблюда.естя отрицательное его влияние напластические свойства чугуна. Магний 50в приведенных концентрациях (0,04-,0,06) обеспечивает получение шаровидного графита при различном содержании серы в исходном расплаве. По мере повышения последнего необходимоповышение содержания магния,Алюминий при концентрациях его 0,01-0,05 способствует повышению прочности чугуна, снижает склонность к кристаллизации по металстабильной диаграмме. Эффект упрочнения проявляется при концентрациях 0,01 . Повышение его содержания выше 0,05 может привести к-появлению окисных плен и снижению значений ударной вязкости,Содержание РЗИ цериевой группы в количествах 0,005-0,05 положительно сказывается на сфероилиэации графита и измельчении его включений.Нижний предел содержания церия обусловлен необходимостью получения шаро. видной формы графита в отливках, Верхний - 0,05 , ухудшение при больших концентрациях формы графита (эфФект "перемодифицирования") и возможность появления карбида в отливках. Как показывают эксперименты никель является легирующим элементом, повышающим прочность железо-углеродистого сплава за счет растворения в чугу. не в значительных количествах. Кроме того, он снижает склонность чугуна к кристаллизации по металстабильной диаграмме. При этом наблюдается отсутствие значительной его ликвации, т,е. равномерное распределение. Нижний предел (0,2 ) установлен исходя из достижения достаточно высокого уровня прочности ВЧШГ. При превышении верхнего (О,б ) дальнейшее повышение механических свойств не наблюдается.Концентрация вредных примесей в количестве: фосфора до 0,05серы до 0,02 , хрома до 0,05 установлены исходя из необходимости обеспечения высоких пластических свойств ВЧШГ.П р и м е р. В качестве шихты используют чистые шихтовые материалы, - стальная высечка и литейный чугун рафинированный, ферросплавы; магния, РЗИ цериевой группы, магния, технически чистые алюминий и никель. Содержание примесей не превышает указанного предела. После перегрева до 1420 С чугун доводится по химичесфкому составу и затем модифицируется в ковше. магнием, церием с помощью соответствующих ферросплавов.1174489 4Т аблица 1 Пределы содержания Чугун Известный Средний Осталь ное с2 Средний Верхний Ниже нижнего 5 Выше верхнегоТаблица 2 Механические свойства Чугун Ударная вязкость,Дж/см бв, МПа Известный 588 Предлагаемый 590 88 632 92 649 8,5 51 84 653 Составитель Н.Косторной Редактор Н,Бобкова Техред Т.Фанта Корректор.В.Синицкая, Заказ 5144/28 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45