Чугун

(19) (11) г С 35/00 51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ. СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(7 1) Белорусский политехнический институт и Производственное объединение "Павлодарский тракторный завод" (72) В.М.Михайловский, М.М.Бондарев, С,Н.Леках, Н.И,Бестужев, Л,Л.Счисленок, В.А.Чайкин, В.М.Ткаченко, А.И.Козлов и Б.И.Каминский (53) 669. 15-196 (088.8)(56) Авторское свидетельство СССР В 985 120, кл. С 22 С 37/04, 1980.Авторское свидетельство СССР В 1157111, кл. С 22 С 37/00, 1983. (54) ЧУГУН(57) Изобретение относится к области литейного производства, в частности к составам высокопрочных чугунов,и может быть использовано при производстве ответственных отливок, работающих в условиях высоких ударных нагрузок. В качестве исходного расплава для получения высокопрочного чугуна используется чугун ваграночной плавки, Целью изобретения является повышение динамической прочности и работызарождения трещин. Предложенный чугун содержит компоненты в следующемсоотношении, мас. 7.; углерод 3,23,7; кремний 2,8-3,3, марганец 0,20,8, хром 0,05-0,2; титан 0,01-0,05,церий 0,005-0,02; магний 0,04-0,07,алюминий 0,001-0,01; медь 0,05-0,2;никель 0,05-0,4; лантан 0,004-0,01;неодим 0,001-0,01, празеодим 0,0010,01, барий 0,01-0,03; железо остальное, Преимущество чугуна предлагаемого состава состоит в наличиикомплекса элементов: бария,неодима,лантана и празеодима, которые нарядус ферритизирующим эффектом (барий)обеспечивают чистоту сплава по границам зерен, предотвращая тем самымохрупчивание при ударных нагрузках,Предлагаемое техническое решениеможно принять при производстве отливок иэ высокопрочного чугуна с повышенной динамической вязкостью разрушения, применительно к деталям семейства тракторов ДТ(опора задняя, башмак),ницы зерен, что является важным, так как неметаллические включения, располагаясь по границам зерен, тормозят движение дислокаций при пластической деформации металла, вызывая его разрушение, .Применение редкоземельных элементов Ид, 1.а и Рг основано также на их рафинирующем действии и особенно эффективно для чугуна ваграночной плавки, При этом Ю, Ьа и Рг в.отличие от Ва переводят Я и другие примеси из участков, расположенных по границам зерен, непосредственно внутрь зерна, в процессе кристаллизации создают дополнительные центры графитизации, Кроме того, НЙ,Ьа и Рг также,как и Се, способствуют сферолитной кристаллизации графита, увеличивая время действия сфероидизирующего модифицирования, что очень важно для действующего производства, Нижнее ограничение по 1.а, ИЙ и Рг (0,004, 0,001,0,0017) соответственно связано с малой эффективностью их действияВерхний предел (0,01, 0,01, 0,017) соответственно обусловлен увеличением степени переохлаждения, и опасностью их отбеливающего действия на чугун.Действие этих элементов особенно эффективно при совместном их вводе, устраняется зерноограниченная сегрегация фосфора, снижается микроликвация кремния в ВЧШГ, что положительно сказывается на показателях динамической прочности и работы зарождения трещин.П р и м е р. Выплавка сплавов предлагаемого состава осуществляется дуплекспроцессом; вагранка с кислой футеровкой - индукционный тигельный миксер..В качестве шихтовых материалов используют литейные чугуны, отходы стали, возврат собственного производства, ферросплавы и специальные присадки. Получение необходимой концентрации по углероду в чугуне достигается варьированием состава металлозавалки. Доводку по содержанию кремния, марганца, хрома, титана осуществляют присадкой в завалку ферросилиция ФС 45, ферромарганцаФМн 75, феррохрома ФХ 650, ферротита на Ти 1. Легирующие добавки присаживают после доводки сплава по химическому1 1328400Изобретение относится к литейномупроизводству, в частности к составамвысокопрочных чугунов, и может бытьиспользовано для изготовления высо 5кокачественных отливок, полученныхсфероидизирующим модифицированиемрасплава чугуна ваграночной плавкии предназначенных для работы в условиях динамических нагрузок, 10Цель изобретения - повышение динамической прочности и работы зарождения трещин при ударном нагружениичугуна,Предлагаемый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:Углерод 3,2-3,7Кремний 2,8-3,3Марганец 0,2-0,8Хром 0,05-0,220Титан 0,01-0,05Церий 0,005-0,02Барий 0,01-0,03Магний 0,04-0,07Алюминий 0,001-0,01 25Медь 0,05-0,2Никель 0,05-0,4Лантан 0,004-0,01Неодим 0,001-0,01Празеодим 0,001-0,01 30)Келезо ОстальноеПримеси, мас. 7: сера до 0,03,фосфор до 0,05,Ввод в состав чугуна бария обеспечивает кристаллизацию сплава по стабильной диаграмме, предотвращая образование структурно-свободных карбидов и способствует увеличению ферритной составляющей в структуре чугуна,повышая тем самым его вязкостные свойства, Нижний предел содержания бария(0,017) обусловлен получением не менее 407 феррита, верхний (0,037) ограничен полной ферритизацией металлической основы при содержании стабилизирующих элементов (Мп, Сг, Сц) нанижнем уровне, а кремния на верхнем,Динамическая прочность чугуна в данном случае снижается.Следует также отметить высокую рафинирующую способность бария, особенно применительно к чугуну ваграночной плавки, содержащего повышенноеколичество примесей (8 до 0,17, Р до0,057) и газов,Связывая примеси и газы в устойчивые химические соединения, барийспособствует частичному удалению ихиз расплава, при этом очищаются граУглеродКремнийМарганецХромТитанЦерийМагнийАлюминийМедьНикельБарийНеодимЛантанПразеодимЖелезо 35 40 45 Составитель Н,ШепитькоРедактор Т.Петрушева Техред М,Моргентал Корректор В,Бутяга Заказ 3455/30 Тираж 604 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 составу непосредственно в индукционном тигельном миксере.Барий, лантан, неодим и празеодимвводят в ковш перед выпуском металлаиз печи для последующей сфероидизирующей обработки, в виде .Я Ва (157)и мишметалла МЦ. Усвоение 5 Васоставляет 607, редкоземельных металлов цериевой группы из мишметаллаМЦ70-907. Сфероидизирующую обработку производят при 1420 С лигатурой ЖКСв реакционной камере литейной формы.Пробы для изготовления образцовна механические испытания отливалив сырой песчаной форме (тип П). Затем из них вырезают стандартные образцы сечения 10 х 10 х 55 мм безнадреза для испытаний на ударный изгиб. Ударные испытания проводят наротационном копре типа РСО с осциллографированием процесса разрушения,позволяющем с помощью диаграмм разрушения оценить работу зарождениятрещин и динамическую прочность исследуемых сплавов,По данной технологии выплавляютпять составов предлагаемого сплава(на нижнем, среднем, верхнем, а так.же ниже нижнего.и выше верхнего пределов содержания ингредиентов) и известный сплав.Предлагаемый состав чугуна имеетболее высокую динамическую прочностьи работу зарождения трещин по сравнению с известным сплавом,Оптимальный состав чугуна, мас.7:Углерод 3,45Кремний 3,05Марганец 0,5Хром 0,13Титан 0,03Церий 0,012Магний 0,055Алюминий 0,005Медь 0,12 Предлагаемый чугун может быть использован при производстве ответственных отливок из высокопрочного чугуна, работающих в условиях динамических нагрузок применительно к деталям семейства тракторов ДТ(опора задняя, башмак и т,д.),Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, церий, магний, алюминий, медь, никель, ба Рий, неодим, лантан, празеодим и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения динамической прочности и работы зарождения трещин при ударном нагружении чугуна, З 0 он содержит компоненты в следующемсоотношении, мас. 7:1