Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 22 С 37/ ВЕННЫй КОМ ЗОБ ЕТЕНИ ЕТ СССРОТНРЫТИй ОДЕ ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Я41 У ДЕТЕЙ ВТОРСКОМ еский инсти(56) АУ 960АвУ 992 ыкин,80.Р бласт канию еталлерри ьппен(21) 3758331/22"02.П, Шебатинов, И.П. Иардбитнев и Н.А. Косторной69. 15-196(088.8)вторское свидетельство С98, кл, С 22 С 37/10, 19орское свидетельство ССС08, кл. С 22 С 37/00, 19уГунзобретение относится кургии, в частности к изыных ковких чугунов с по ной твердостью и статической проч. ностью при высоких температурах.Целью изобретения является повышение прочности и твердостипри темопературах до 800 С. Чугун предложенного состава содержит, мас.Х: углерод 2,4-2,9; кремний 0,8-1,2; марганец 0,3-0,6; тантал 0,06-0,35; вольфрам 0,05-0,25; празеодим 0,02-0,06; неодим 0,02-0,06; железо - остальное Данный чугун может быть использован для лреизводства ступиц, блоков картера заднего моста, тормозных барабанов; он обладает ловьппенной твердостью, что повьппает износостойкость изделий.2 табл.эобртее ОтОсто я к мета 31")гии В частности, к изьск 1 Иию Ферритцых ковких чугунов г. повышецойтвердостью и статической прочностьюири высоких температурах. 5Цель изобретения - повышение прочности и твердости при температурахдо 800 С,П р и м е р, Выплавку проводили виндукционной печи ИСТс кислойфутеровкой. В расплав вводили легирующие элементы тантал и нопьфрам.Перегревали до 1520 С, выдерживали15 мин и выпускали в разливочныйковш. Празеодим и неодим вводили вковш за 2-3 мин до выпуска жидкогометалла. Разливку в разовые формыпроводили при 1430- 1380 С.Графитизирующий отжиг проводилипо режиму: нагрев до 960 С за 12 ч,овыдержка при этой температуре 3 ч,охлаждение с печью до 760 С, в 1,держка при этой температуре 8 ч, далееохлаждение на воздухе.25Химический состав выплавленныхчугунов приведен в табл, 1.Легирование ковкого чугуна танталом и вольфрамом приводит к значительному увеличению сопротивляемости литых деталей к воздействию высоких температур. Пределы содержания углерода и кремния обеспечивают получение белой структуры В литОм состоянии. Содержа ние этих элементов меньше нижнего предела приводит к тому, что в период. графитизирующего отжига не достигается полностью ферритная структура. Присадка углерода и кремния больше , 0 верхнего предела приводит к неоднородности структуры, в частности, к выделению перлита и включений графита при первичной кристаллизации расплава. 45Марганец в пределах 0,1-0,60% обеспечивает получение однородной структуры чугуна после графитизирующего отжига, Нижний предел выбран с учетом минимального содержания его в исходных шихтовых материалах. Содержание марганца выше верхнего предела тормозит вторую стадию графитизации за счет образования перлитной структуры в процессе выдержки и последующего охлаждения,Легирование чугуна танталом и вольфрамом в указаццых пределах приводит к существенному повышению прочцостцых свойств, особенно при повышецых температурах, При этом отцоситгьцое удлинение падает незначитеьно, Это связано с тем, что этиэлементы в расплаве образуют тугоплавкие мелкодисперсные карбиды сплотцоупаковаццой гексагональцой решеткой, которые при затвердеваниичугуна распределяются по границам зерен, препятствуя их росту. Длительность графитизирующего отжига присодержании вольфрама 0,05-0,25 , итантала 0,06-0,35 практически неувеличивается.Содержание этих элементов меньшенижнего предела малоэффективно, авыше - приводит к увеличению длительности отжига и выделению перлита.При графитизирующем отжиге чугуна,отработанного празеодимом и неодимом,размер включений уменьшается и наблюдается более равномерное из распределение в металлической основе. Вероятно, это связано с тем, что эти элементы, обладая значительным химическим средством к сере и кислороду, об-разуют с ними оксиды и сульфиды правильной округлой формы, которые благодаря своему значительно меньшемуудельному весу, всплывают по законуСтокса на зеркало металла, удаляясьв шлак.Содержание этих элементов меньшенижнего предела не оказывает влиянияна прочность и твердость чугуна, привысоких температурах, а больше верхнего предела их действие начинаетсказываться отрицательно на прочностных свойствах, Это определяетсяметастабильным ходом эвтектическойкристаллизации, для которой характерно большое переохлаждение расплава.Результаты испытаний образцовпосле графитизирующего отжига приведены в табл.2,Испытания показали, что предлагаемый чугун обладает более высокимитвердостью и прочностью в широкомитервале температур. Он может бытьиспользован для производства ступиц,блоков картера заднего моста, тормозных барабанов.Формула изобретенияЧугун, содержащий углерод, кремний, марганец и железо, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности и твердости притемпературах до ЯОО С, он дополнительно содержит тантал, вольфрам, празеодим и неодим при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Углерод 2,4-2,9 Кремний 0,8-1,2 Таблица 1 Содержание химических элементов, вес.7. Я Мп Та 11 Рг ИйСостав С А 1Ч 27 10 045 Известный 0,003 0,4 Выход за пределы 2,4 0,8 0,3 0,03 0,03 0,01 0,01 0,06 0,05 0,02 0,02 Предлагаемый 0,20 О, 15 0,04 0,04 О , 3 5 О , 2 5 О , 06 О , О 6 О , 4 3 О , 3 7 О , 08 О , 08 Выход з а пределы 2 , 9 1, 2 0 , 6 Таблица 2 Предел прочности ба кгс/мм 2, приТвердость НВ, при Сплав 200 С 400 С 20 С 600 С 800 С 20 С 200 С 400 С 600 С 44,5 42,8 32,0 22,3 10,0 150 145 100 85 43,4 41,0 31,3. 22,5 9;8 130 126 99,8 83 47,0 46,2 35,2 27,0 15,0 130 126,9 100 85 51,2 50,4 40,0 31,2 17,0 150 146 130 119 52,0 51;8 41,4 32,4 17,3 165 162 150 130 44,3 43,5 36,6 25,0 10,7 170 170 160 148 Выход за пределы Составитель Н, ШепитькоТехред М.Ходанич Корректор И. Муска Редактор Н, Волощук. Заказ 722/31 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5