Ковкий чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН ИХ 7567 И 9 37/00 ИЬ 8 ЕНИЯ А ВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬСТВУ Бюл, Р 7 заочный утно.стр к металлурнию ферритяемых для тающих в ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗ(54) КОВКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относит гии, в частности к.изыск ных ковких чугунов, прим изготовления деталей, ра условиях тепловых и динамическихнагрузок. Целью изобретения является повышение статической прочностипри температурах до 800 С и термостойкости, Предложенный чугун содержит, мас,7: углерод 2,0-2,9; кремний 1,0-1,7; марганец 0,1-0,6;титан0,03-0,1; ванадий 0,05-0,65; никель0,1-0,85; лантан 0,01-0,04; неодим0,01-0,055, молибден 0,08-0,6, капь-ций 0,008-0,04, железо - остальное.Предложенный чугун имеет следующиефизико-механические свойства; пределпрочности при растяжении 6 489545 МПа, относительное удлинение:с1 О"12, термическая стойкость при800 С, 173-215 циклов, твердостьНВ 140-170, 2 табл.20 30 Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию ферритных ковких чугунов, применяемых дляизготовления деталей работающих вусловиях тепловых и динамических наг 5руэок.Целью изобретения является повышение статической прочности при тем"пературах до 800 С и термостойкости. 10Чугун предложенного состава содержит компоненты в следующем соотношении, масЛ:Углерод 2,0-2,9Кремний 1,0-1,7 15Иарганец 0,1-0,6Никель Оь 1 О85Молибден 0,08-0,6Ванадий 0,05-0,65Титан 0,03-0,10Кальций 0,008-0,04Лантан 0,01-0,04Неодим 0,01-0,055Железо ОстальноеЛегирование ковкого чугуна при 25правильно выбранном соотношении основных элементов приводит к существенному увеличению сопротивляемостилитых деталей к воздействию высокихи низких температур.Пределы содержания углерода икремния обеспечивают получение ледебуритной структуры без выделениявключений графита в свободном состоянии.35Содержание этих элементов меньшенижнего предела является границей,после которой происходит существенное снижение количества центров граФитообраэования, резко задерживается 40процесс графитизации, а следовательно, увеличивается время термообработки и приводит к выделению перлитнойструктуры. Содержание углерода икремния больше верхнего предела приводит к неоднородности по структуре,в частности к выделению перлита ивключений графита при первичной кристаллизации расплава,Присадка марганца в пределах 0,10,6 обеспечивает получение однород"50нбй структуры белого чугуна и послеграфитизирующего отжига на ферритнуюструктуру, Нижний предел выбран сучетом минимального содержания его в55шихтовых материалах, Содержание марганца вьппе верхнего предела тормозитвторую стадию графитизации за счетобразования перлитной структуры в процессе выдержки и последующего охлаждения.Являясь графитизирующим элементом,никель оказывает положительное влияние на процесс графитизации (ускоряет цикл отжига), а также увеличиваетфизико-механические свойства ферритного ковкого чугуна. Присадка егоменьше нижнего предела не оказываетположительного эффекта на процессполучения и свойства чугуна. При содержании больше верхнего предела ни.скель снижает способность чугуна кристаллизоваться белым, а также приводит к выделению первичных включенийграфита,Легирование чугуна молибденом иванадием приводит к образованию мел"кодисперсных карбидов и твердогораствора внедрения, что обеспечиваетстабилизацию границ зерен металлической основы, замедляет рост зерна,способствуя тем самым образованиюмелкодисперсной структуры и увеличению прочностных свойств чугуна привысоких температурах. Присадка этихэлементов меньше нижнего предела(каждого в отдельности ) практическине приводит к воздействию на состояние расплава, а следовательно, первичную кристаллизацию. Содержание ихвыше верхнего предела приводит к повышению количества карбидов и увеличению их размеров, что существенно сказывается на увеличении времени первой стадии графитизирующегоотжига и на повьппение температуры,Влияние титана проявляется черезраскиспительное и нитридообразующеедействие на состояние расплава, изменяя при этом условия кристаллизации. В результате происходит увеличение жаростойкости и термостойкостиковкого чугуна,Содержание титана меньше нижнегопредела не эффективно, а вьппе верхнего - приводит к выделению неметаллических включений по границам зерен,что отрицательно сказывается на свойствах чугуна.Эффективность влияния процесса легирования на свойства ковкого чугуназаметно повышается при комплексноммодифицировании кальцием, лантаноми неодимом, Это связано с изменениемнеметаллических включений (их формой, размером, составом и характеромраспределения) распределением локаль1375673 Содерзание хижческих элементов, нас Д тЧ Т. Са Ьа Ы А 1 Се Ст Ре пла 3,5 1 1112 е 4 15 Оэ 4 -0,30- 055 Таблица Предел прочности 6 МПа, при Е Термиче ская стойкость,ри растяжении емпературе, С пл 20 200 400 600 0 клы Известный Предлага. емый 0 5 68 164 173 173 186 187 44 49 50 32 38 40 80 215 207 534545530 541 ных напряжений и получением однородной структуры с включениями графитаправильной округлой Формы,Присадка этих элементов каждогов отдельности меньше нижнего предела не эффективна, а выше верхнегоприводит к появлению в структуре чугуна соединений, которые ухудшаютпрочностные свойства чугуна, особенно при высоких температурах,П р и м е р . Выплавка чугуна про"водится в индукционной печи ИСТ 025с кислой футеровкой. В жидкий металлпри 1480-1500 С вводят легирующиеэлементы: никель, Ферромолибден,феррованадии, Ферротитан, Силикокальций, лантан и неодим вводят в ковш. за 2-3 мин до разливки чугуна. Раз"ливку в разовые Формы проводят при1400-360 С,Химический состав выплавленныхчугунов приведен в табл,1, а их Физико-механические свойства в табл.2.Свойства определяются после графитизирующего отжига, Термическая сточкость определяется по числу цикловнагрева на 800 С и охлаждения . Испытания проводятся до появления трещин,Предлагаемый чугун обладает следующими Физико-механическими свойствами предел прочности при растяжении66, 489-545 МПа,.относительное удлинение У, 10-12; терми еская стойкость при 800 С 173-215 циклов; твердость НВ 140-170. Таким образом, предлагаемый состав позволяет получать Ферритный ковкий чугун, обладающий повышенной статической прочностью при высоких температурах и термостойкостью, что особенно важно для деталей, работающих при циклических нагревах до 600"800 С. Формула изобретения15 Ковкий чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, титан, ванадий,никель, лантан,и железо, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что, с целью повышения статической прочности притемпературах до 800 С и термостойкости, он дополнительно содержит молибден и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Углерод 2,0-2,9 .Кремний 1,0-1,7Марганец 0,1-0,6Титан 0,03-0,1Ванадий 0,05-0,65 30 цдьЛантан 0,01-0,04Неодим 0,01-0,055Молибден 0,08-0,6Кальций 0,008-0,04Железо Остальное 35Таблица