Ковкий чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 8 О 794 А 1 19) 51)5 С 22 С 37/10 ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВЕСОЮ 1 щяДю1 Фф" ф" Р)о1, с Щн ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЗОБРЕТЕ ве отливок из ковкого чугуна,тения - повышение ударнопрочности и эксплуатационнКовкий чугун содержит, мас.9 0,83 - .1,6;Мп 0,35 - 0,9; А 0,02-0,10; й 0,21 - 0,45; В 0,002 - 00,06; В 0,002 - 0,01; Яп) 0,003остальное. Дополнительныйпредложенного чугуна Яп инем содержания М позволилнию с известным чугуном повьусталостную прочность в 1,06эксплуатационную стойкостираза, 2 табл,нический институт ство СССР(57) Изобретение относится к металлургии иможет быть использовано при прЬизводстметаллической основы и снижаются характеристики относительного удлинения и удароустойчивости,При введении в чугун бора в количестве 0,002 - 0,01 мас.;6 повышается дисперсность структуры, очищаются границы литого зерна и увеличивается сопротивляемость ударам, зарождению и росту трешин, что повышает ударноусталостную прочность. Повышение концентрации бора более 0,01 мас.снижает однородность структуры, упругопластические свойства и ударноусталостную прочность. При содержании бора до 0,002 мас. его модифицирующий эффект недостаточен, а ударноусталостная прочно: сть и упругопластические свойства нйзкие.Ввведение азота обусловлено повышением термодинамической активности углерода, образованием нитридов и карбонитридов, служащих центрами графитизации, измельчающими структуру, что Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава ковкого чугуна с повышенными упругопластическими свойствами и эксплуатационной стойкостью,Цель изобретения - повышение ударноусталостной прочности и эксплуатационной стойкости.Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим,Дополнительное введение никеля связано с его эффективным стабилизирующим влиянием на структуру и упругомеханические свойства, что значительно повышает удароустойчивость. При концентрации никеля до 0,21 мас.0/, снижается стабильность структуры и упругопластических свойств и значения удароустойчивости недостаточны. При увеличении концентрации никеля более 0,45 мас,0 увеличивается микротвердость(56) АвторСкое свидетелЬЬ 1252381, кл. С 22 СЗАвторское свидетельскл. С 22 С 37/10, 1984,Цель изобре-усталостной ОЙ СТОЙкости. : С 2,05 - 2,6; -0,03; Се 0,03 - ,01; М 0,012 -- 0,05 и Ее - ввод в состав повышение в и по сравнесить ударно - 1,15 раза и в 1,17 - 1,27способствует измельчению структуры, повышению,ударной вязкости и ударно-усталостной прочности. Положительное влияние на ковкий чугун начинает сказываться с концентрациями 0,012 мас. при 5 которой ударно-усталостная прочность достигает требуемых значений. При концентрации азота более 0,06 мас, повышается содержание неметаллических включений по границам зерен и снижаются характеристи ки ударноусталостной прочности и упругопластических свойств.При увеличении концентрации марганца более 0,9 мас.и висмута более 0,01 мас.возрастают остаточные напряжения 15 и бой отливок при выбивке, возрастает тормозящее влияние на графитизацию и снижается сопротивляемость ковкого чугуна ударным нагрузкам и трещинам, что снижает ударно-усталостную прочность, При оп тимальных их пределах упругопластические свойства имеют высокие значения, а при концентрации марганца менее 0,35 мас. фи висмута менее 0,02 мас,увеличиваются размеры графитных включений и углерода 25 отжига, что снижает механические и эксплуатационные свойства.Содержание основных элементов 2,05 - 2,6 мас.фуглерода и 0,83 - 1,6 мас,кремния принято из необходимости получения 30 структуры белого чугуна в отливках без наличия графитных включений, сокращения цикла термобработки и получения структуры ковкого чугуна с дисперсными включениями углерода отжига, способствующего 35 повышению упругопластических свойств. При увеличении концентрации выше верхних пределов и ниже нижних пределов стабильность структуры, ударно-усталостной прочности и упруго-пластических свойств 40 снижается.Содержание модифицирующих компонентов 0,02 - 0,03 мас.алюминия, 0,03 - 0,10 мас.фцерия и 0,003 - 0,05 мас.Д самария, принято от концентраций, с которых 45 начинает сказываться их модифицирующее влияние на структуру и свойства чугуна, и ограничено концентрациями, выше которых снижается фактор формы углерода отжига, повышается содержание неметаллических включений по границам зерен и снижаются ударноусталостные свойства.В табл,1 приведены химические составы чугунов,В табл.2 приведены результаты испытаний ковких чугунов известного и предлагаемого составов.Испытания на ударную вязкость проведены на образцах 10 х 10 х 55 мм типа 8 по ГОСТ 9454-78, а исследования прочностных свойств и структуры проводили на 16-миллиметровых стандартных образцах в соответствии с требованиями ГОСТ 3443-87 и ГОСТ 1497-85,Как видно из табл.2, предлагаемый ковкий чугун обеспечивает по сравнению с известным более высокие упругопластические свойства и ударноусталостную долговечность.Чугун предлагаемого состава плавят в индукционных печах по аналогичной технологии с дополнительным введением в литейные ковши азотированных ферромарганца, ферробора и ферроникеля и висмута. Заливку модифицированного сплава производят при 1340 - 1370 С. Термическую обработку осуществляют по известному режиму.Как следует из табл.1 и 2, дополнитель.- ный ввод в состав чугуна самария позволяет повысить ударноусталостную прочность в 1,06 - 1,15 раза и эксплуатационную стойкость в 1,17 - 1,27 раза.Формула изобретения Ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, церий, Никель, бор, азот. висмут, ижелезо,отл ича ющи й с я тем, что, с целью повышения ударноусталостной прочности и эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит самарий при следующем соотношении компонентов, мас: углерод 2,05 - 2,6; кремний 0,83 - 1,6; марганец 0,35 - 0,9; алюминий 0,02 - 0,03; церий 0,03, - 0,10; никель 0,21 - 0,54; бор 0,002 - 0,01; азот 0,012 - 0,06; висмут 0,002 - 0,01; самарий 0,003 - 0,05; железо остальное,1680794 Таблица 1 Хинячесвнй состав, яас.2 анец Саяарнй Бо глерол Времяг 2 Иарг 0,15 0,01 Инвеста яое ведлагаеиьа 1 20 2,3 0,35 0,015 О,0,05 О,2 0,03 6 0,05 0,012 0,0 021 . О,0,32 О,е 0,03,06 0,05; Ва 0,03,бора 0,01 06,е ч а я я е. Иввестяьа деряят т г лиц Показ ателн посо естный Предлагае енное сопротив стяженииВ 675 2 ие при ра тноситель а дп,5 4 70 0 8 866 тель Н. КосторМ,Мор гентал Сост Техр едактор М, Петр рректор М. Ша Тираж 361 енного комитет 13035, Москва,Заказ 3287 ВНИИПИ Госуда Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Пр дел вынослив при изгибе, МПа Сопротивление у нагрузкам при э удара, циклов:8,4 кгс/см10,2 кгс/смУсталостная пр Подписное .о изобретениям и открытиям при ГКНТ С35, Раушская наб., 4/5