Серый чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 378 А 1 09 2 С 37/10 1)5 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 3 (Л ГОСУДАРСТВЕНЮЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 918326, кл. С 22 С 37/10, 1982,Авторское свидетельство СССРМ 815066, кл. С 22 С 37/10, 1979,(57) Изобретение относится к металлургии иможет быть использовано при проиэводстИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливки трубных заготовок центробежным способом.Цель изобретения - повышение трещиностойкости, удельной герметичности и снижение литейного брака по трещинам.Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения.Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.При содержании титана до 0,03 мас.Я, раскисляющее и модифицирующее действие недостаточно, а удельная герметичность и трещиностойкость низкие, При увеличении содержания титана более 0,12 мас. 7 ь снижаются однородность структуры, удельная герметичность и механические характеристики. ве центробежнолитых трубных заготовок. Цель изобретения - повышение трещиностойкости, удельной герметичности и снижение литейного брака. Предложенный чугун содержит, мас. : С 2,9 - 3,6; Я 1,6 - 2,3; Мп 0,3 - 0,8; А 0,05 - 0,2; Се 0,02 - 0,07; Т 0,03 - 0,12; Р 0,03 - 0,07; й 0,02 - 0,06; Са 0,03 - 0,08; Ег 0,002 - 0,25; Ре остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна циркония позволил повысить его трещиностойкость в 1,27 - 2,06 раза. удельную герметичность в 1,09 - 1,17 раза, а также снизить литейный брак на 6-8 Я,.2 табл. Фосфор повышает жидкотекучесть и технологические свойства, стабилизирует перлитную структуру и повышает удельную герметичность и трещиностойкость. Его влияние на технологические свойства и герметичность начинает сказываться с концентрации 0,03 мас а при увеличении содержания более 0,07 мас.увеличивается отбел, снижаются однородность структуры и удельная герметичность,В предлагаемом чугуне по сравнению с известным введен азот, который способствует повышению технологических свойств благодаря упрочнению металлической основы, повышению твердости литого металла и удельной герметичности. При концентрации азота более 0,06 мас,снижаются стабильность технологических свойств, а при уменьшении его содержания менее 0,02 мас,о/ существенно снижаются механическиесвойства, удельная герметичность и трещиностойкоссть.Введение кальция обусловлено его способностью очищать границы литого зерна и повышать удельную герметичность и технологические свойства чугуна. Его влияние заметно начинает сказываться с концентрации 0,03 мас.7 ь, а верхний предел (0,08 мас 7 ь) обусловлен низкой его растворимостью в чугуне, что снижает технологические свойства и удельную герметичность.Нижние пределы содержания углерода (2,9 мас.7 ь), кремния (1,6 мас. ф) и марганца (0,3 мас,0 ь 1 установлены с целью исключения в структуре чугуна в отливках эвтектического цементита, а верхние пределы по содержанию углерода (3,6 мас.ф,), кремния (2,3 мас.7 ь) и марганца (0,8 мас.7 ь) установлены, исходя из необходимости создания условий кристаллизации чугуна в отливках без выделения феррита в процессе охлаждения, снижающего технологические свойства.Нижние пределы содержания циркония (0,02 мас,7 ь) церия (0,02 мас.6), алюминия (0,05 мас.;6) обеспечивают требуемые прочность, твердость, износостойкость и технологические свойства в отливках, а верхние пределы (соответственно 0.25; 0,07 и 0,20 мас.7 ь) - получение литой структуры без образования карбидов и эвтектического цементита и со стабильными технологическими и механическими свойствами, Введение церия в количестве 0,02 - 0,07 мас. стабилизирует перлитную структуру в отливках, измельчает эвтектическое зерно, повышает твердость и герметичность чугуна, уменьшает длину пластинок графита, но при более выСоком количестве церия по границам литого зерна выделяются неметаллические включения, снижая пластические свойства и удельную герметичность. Кроме того, при концентрации церия более 0,07 мас,7 ь выделяются эвтектический цементит и карбиды в отливках с толщиной стенок 7-15 мм, Снижение содержания алюминия менее 0,05 мас,ф не обеспечивает необходимого предела прочности при изгибе и высокой плотности чугуна, а степень отбела отливок отмечается высокая,Плавки проводят в вагранках с применением следующих материалов: литейных чугунов ЛКи ЛК-З, чушковых передельных чугунов М 1 и М 2, чугунного и стального лома, ферротитана, ферроцерия, силика 2,9 - 3,61,6 - 2,30,3 - 0,80,02 - 0,070,05 - 0,200,03 - 0,120,03 - 0,070,02 - 0,060,03 - 0,080,02 - 0.25Остальное кальция (ГОСТ 4762-71), ферросилиция и других ферросплавов.В табл, 1 приведен химический составпредложенного и известного чугунов, а в 5 табл. 2 - технологические и физико-механические свойства в отливках, полученных при центробежном литье в окрашенные формы,Трещиностойкость определяют назвездообразных пробах по общей длине 10 трещин, а удельную герметичность на специальных пробах, вырезанных иэ трубных заготовок. Жидкотекучесть определяют на технологических спиральных пробах, а пределы прочности при изгибе и растяже нии - на разрывной машине на образцахдиаметром 10 мм.Как видно из табл. 2, предложенный чугун составов 13, позволяет получить более высокие показатели технологических 20 свойств в отливках, предела прочности прирастяжении и при изгибе и снизить брак по несоответствию структуры при литье тонкостенных труб в окрашенные металлические формы центробежным методом, Анализ ре эультатов показывает, что удельная герметичность существенно повышается, значительно улучшаются плотность и механические свойства чугуна.Как следует из табл, 2 дополнительный 30 ввод в состав предложенного чугуна циркония позволяет по сравнению с известным чугуном повысить трещиностойкость в 1,27 - 2,06 раза. удельную герметичность в 1,09 - 1.17 раза, а также снизить литейный брак на 35 6 - 86.Формула изобретения Серый чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, алюминий, церий, титан, фосфор, азот, кальций и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениятрещиностойкости, удельной герметичности и снижения литейного брака по трещинам, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, 45 мас. :УглеродКремнийМарганецЦерий50 АлюминийТитанФосфорАзотКальций55 ЦирконийЖелезоЗаказ 2978 Тираж 3 ЙХ Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производст издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина