Высокопрочный чугун

(19) 01)д 11 С 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВСЕСОУррм.,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с целью повышения гидроплотности и механических свойств, он дополнительно содержит бор, цирконий, гафний и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.Е: 3,1-4,0 2,7-3,0 0,5-0,9 0,1-1,5 0,1-0,5 0,01-0,1 0,005-0,05 0,01-0,1 0,01-0,1 0,05-0,1 0,05-0,2 0,005-0,050,02-0,1 Остальное елез ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 550453, кл. С 22 С 37/00, 1975.Авторское свидетельство СССРУ 812851, кл. С 22 С 37/08, 1979.Содержание компонентов, мас.й Чугун С 81 Мп Сг Сц Т., А 1 Бп 2 т Нх Р Предлагаемыйн нижнииуровень 3,1 2,7 0,5 0,1 0,1 0,01 0,02 Нет 0,05 Нет верхнийуровень 4,0 3,0 0,9 0,5 1,5 0,1 0,1 Нет 0,2 Нет средний,уровень 3,55 2,85 0,7 0,3 0,8 0,05 0,06 Нет 0,12 Нет ниже нижнего уровня 3, 0 2, 6 выше 0,4 0,01 0,0 Нет Нет Нет 0,01 Нет верхнего уровня 4,2 3,2 12 07 20 02 02 Нет 01 Нет Известный 3,0- 1,7- 0,29- 0,2- 0,32- 0,03- Нет 0,01- Нет 0,2- 0,013,82 2,64 0,7 0,4 0,5 0,1 .0,02 0,45 0,38 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для отливок гидроаппаратуры, работающих в условиях повышенных гидравлических давлений.Целью изобретения является повышение гидроплотности и механических свойств чугуна.П р и м е р. Выплавку чугуна известного и предложенного, составов осуществляют в индукционной печи, В качестве шихтовых материалов применяют углеродистый стальной лом, ферромарганец и ферросилиций, в качестве карбюризатора - коксовую мелочь. Легирующие элементы вводят следующим образом: цирконий, алюминий, кальций, титан, РЗМ - путем присадки лигатуры ЦрСАв ковш при 1450 С, гафний - в виде комплексного сплава на основе титана, бор " в виде ферробора. Комплексные сплавы, содержащие дополнительно вводимые элементы, присаживают на зеркало металла в печь эа 5 мин до выпуска чугуна вковш.Для получения граничных пределов ,компонентов с учетом коэффициента усвоения циркония, алюминия, гафнияи бора в чугуне расход лигатур(комплексных сплавов) следующий,мас.7.: Сущность изобретения заключается 5 в дополнительном вводе в состав чугуна бора, циркония, гафния и алюминия.Оптимальным интервалом концент"рации циркония, при котором наблюда"ется снижение скорости процесса эвтектической кристаллизации и увеличение ее продолжительности, является 0,05-0,2 мас,Х. При содержанииниже 0,05 мас.Х (а также более д 5 0,2 мас.й) наблюдается увеличениескорости процесса кристаллизации,приводящее к сокращению продолжительности кристаллизации, т.е. сокраще 11225872 Удлинение 3, 3 ГидроплотПределпрочностибв фкгс/мм Эвтектическая кристаллизация ность кг/см Са В РЭМ Нй Мд Ч,С/с0,01 0,05 0,01 0,005 0,005 96 5,5 660 90 0,5 97 6,0 800 110 0,35 0,1 0,1 0,1 0,05 0,5 0,05 0,07 0,05 0,025 0,25 0,4 98 6,5 980 100 65 4,5 590 75 0,55 Нет 0,01 Нет 0,6 0,12 -- 70 5,0 550 75 0,2 0,2 4,0- 550 60 0,755 0 0,01- Нет 0,01- 60 О 05 0 04 70 0,01- Нет0 1 нию времени пребывания металла в жидкотвердом состоянии, в котором он способен заполнять полость литейной формы, и снижению литейных свойств (жидкотекучести).Алюминий герметизирует матрицу, снижает газонасыщенность, повышает механические свойства и жидкотекучесть. При увеличении содержания алюминия свыше 0,1 мас.Б наблюдается образование квазишаровидного графита, при содержании менее0,02 мас,Е - резкое снижение эффек- . тивности положительного воздействия на свойства чугуна. Бор вводится для измельчения структуры металлической основы (первичного зерна аустенита), повышения. механических свойств и увеличения гидроплотности. При увеличении бора свыше 0,1 мас.3 в чугуне появляется структурно свободный цементит, а отливки имеют поверхностный отбел. При концентрации бора ниже 0,05 мас.Х размеры зерен первичного аустенита не изменяются, а следовательно, не наблюдается улучшения механических свойств чугуна. Действие гафния аналогично, действию циркония. При совместном введении наблюдается усиление эффекта снижения скорости эвтектической кристал лизации, Кроме того, гафний, измельчая структуру, повышает механическиесвойства и гидроплотность чугуна.Из полученного чугуна отливаютобразцы для определения механических 10 свойств, гидроплотности и проведениядифференциального термического анализа.Химический состав исследованныхчугунов и результаты проведенных ис пытаний даны в таблице.Как видно из таблицы предлагаемыйчугун значительно превосходит известный по механическим свойствам и гидроплотности, что достигается вследствие увеличения времени эвтектическойкристаллизации при одновременном снижении ее скорости. Это обеспечиваетполучение более дисперсной структуры.Экономическая эффективность от 25 внедрения предлагаемого чугуна дости"гается за счет повышения надежностии гидравлических характеристик гидроаппаратуры.