Высокопрочный чугун

(191 (И 123597 0 ГОСУДАРСТВЕННПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТ КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТНРЫТИИ САНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСН ВИДЕТЕЛЬСТВ У УГУН, сой, марганец, о, отлио, с целью ивости при он дополнириды молибде.ьфиды 21объединени исул ноше 2,4-3,6 1,2-2,2 0,3-0,7 0,3-0,7 ,03-0,0 0,10-0,6 0,03-0,2 0,02-0, 1 Остально(56) Патент Японии В 56-12774, кл. С 22 С 37(04, 1981.Гост 7293-79.Ларина О.Д., Тимошенко Н.И. Количественный анализ оксидных и нитриднык включений в сталях и сплавах. И.: Металлургия, 1978, с. 256.Авторское свидетельство СССР У 985119, кл. С 22 С 37/ОО, 1982.(54) (57) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ Чдержащий углерод, кремниалюминий, магний и желеч а ю щ и й с я тем, чтповышения предела вынослизгибе и модуля сдвига,тельно содержит карбонина, бориды кальция и окцерия при следующем соопонентов, мас.йфУглеродКремнийМарганецАлюминийМагнийКарбонитридымолибденаБориды кальцияОксисульфидыцерия2тает угар металла .и снижается мрдульсдвигаОбщее содержание графитизирущщихкомпонентов в предлагаемом чугунениже по сравнению с известным, чтообеспечивает повышение однородностиструктуры и стабильности механических свойств,Опытные плавки высокопрочных чугунов проводят в электропечах с кислойФутеровкой на шихте, состоящей излитейных коксовых чушковых чугуновстального лома, графитизированногококсика и ферросплавов. Микролегирование осуществляют боридами кальция,карбонитридами молибдена и оксисульФидами церия путем ввода соответствующих веществ в жидкий металл.Приэтом усвоение добавок составляет 5873, 71-88 и 97-100 соответственно.Заливку литейных форм и технологических проб производят в соответствии с ТИ МТ 20-2-76. Химические составы чугунов опытных плавок приведены в табл. 1,Количественное и качественное определение остаточнйх концентраций дополнительно вводимых ингредиентов производят с помощью методик химического дифференцированного анализанитридов, карбонитридов, оксидов,боридов и оксисульфидов.Демпфирующую способность чугунов определяют на установке для определения вибропоглощающих свойств и демпфирующей способности конструкционных материалов при вибрационных циклах нагружения. Измерение энергии, теряемой при одном вибрационном цикле и характеризующей демпфирующую способность при периодических нагрузках, проводят при частоте, близкой к резонансной, на образцах длиной 200 мм и диаметром 8 мм, Энергия, теряемая при одном вибрационном цикле с амплитудой изгибных колебаний 10 , при испытании известного чугуна условнопринята за 100 .Коэффициент относительной стойкости к вибрациям Кз вычисляют как отношение предела усталостной прочности при циклическом изгибе вращающегося с вибрацией консольного образца из исследуемого чугуна к пределу усталостной прочности эталонного образца из чугуна А 4 В.В табл 2 приведены механические свойства высокопрочных чугунов в от 1 1235976Изобретение относится к металлургиг 1, в частности к высокопрочным чугунам предназначенным для изготовления ответственных машиностроительныхотливок, а именно деталей тракторов,автомобилей и сельскохозяйственныхмашин.Цель изобретения - повышение предела выносливости при изгибе и модулясдвига. 10Дополнительное введение карбонитридов молибдена в количестве О, 100,6 Е существенно изменяет природурасплава, ускоряет процесс кристаллизации, измельчает литую структуру, 15упрочняет перлит, исключает образование черных пятен в отливках и в ре.зультате обеспечивает повышение предела выносливости при изгибе и стойкости при вибрациях. При концентрации 20карбонитридов молибдена до 0,10 мас. эффект упрочнения перлита и повышения предела выносливости при изгибеи других механических свойств недостаточен, а при превышении верхнего предела по карбонитридам молибдена происходит ухудшение пластическихсвойств и модуля сдвига вследствиеобразования легированного феррита,Бориды кальция в количестве 0,030,2 мас,вводятся как эффективнаямикролегирующая добавка, снижающаяпленкообразование и нейтрализирующаяантиграфитизирующее действие карбонитридов молибдена, а также улучшающая форму неметаллических включенийи литого зерна, что существенно повышает модуль сдвига, Нижний пределсодержания боридов кальция обусловлен необходимостью исключения пленообраэования и обеспечения кристалли 40зации сплава по стабильной диаграммесостояния без структурно-свободногоцементита при содержании кремния1"2 , а верхний (0,2 ) - ухудшениемстойкости к вибрациям из-за выделенияборидов кальция по границам зерен.Введение оксисульфидов церия способствует улучшению фактора Формыграфита, что обеспечивает повышениемеханических свойств и стойкостиотливок к вибрациям. При содержанииоксисульфидов церияменее 0,02 недостигается стабильггого повышения модуля сдвига и других механическихсвойств, фактора формы графита и стой 55кости в условиях вибрации, а при увеличении концентрации оксисульфидовцерия более О, 1 значительно возрас1235976 ливках, определенные по стандартным,методикам. Как видно из табл. 2, предлагаемыйвысокопрочиый чугун имеет более выТаблица 1 Содержание компонентов, мас.й, в составе Компоненты 1 2 3 (известный) 2,2 3,8 3,5 2,9 3,6 1,0 2,3 1;2 2,1 2,2 1,8 0,9 0,2 0,3 0,3 0,5 0,7 0,8 0,2 0,7 0,8 0,3 0,5 0,02 0,05 0,07 0,05 0,03 Карбонитридымолибдена 0,9 0,6 0,05 0,2 0,01 0,1 0,3 0,3 0,03 0,1 Бориды кальция Оксисульфидыцерия 0,1 0,01 0,2 0,02 0,05 Остальное Осталь- Осталь" Осталь- Остапь- ОстальЖелезо ное ное ное ное ное Т а б л и ц а 2 Показатели свойств составов чугуна Свойства 2 34 1(известный) Временное сопротив-. ление б, МПа 591 608 698 656 720 588 Относительное удлинение, 7,Предел выносливости при изгибе, МПа 230 238 286 345 308 352 Демпфирующая способность, 7 128 102 108 100 124 132 Модуль сдвига,ИПа, Е 10 94 98 80 102 Коэффициент относительной стойкости к вибрациям, К1,3 1,5 1,2 1,4 1,6 Брак по черным пятнам в структуреотливок, 7 1,9 1,2 8,5 Углерод Кремний Марганец Алюминий Магний сокие показатели модуля сдвига и предела выносливости при изгибе, чем базовый высокопрочный чугун, что позво" ляет снизить металлоемкость литых изделий.