Серый чугун

(я)5 С 22 С 37/10 И ОБРЕТЕа.,технический о, С,М.БадюСССР980.СР М 123 ится к металлургии ке составов чугуна стенных корпусных- улучшение обрабаие малоцикловой уссодержания емого состадел едла магния в количесты вает модифицирулезоуглеродистыи руктуру повышает ь при сохранениии езания и улучшения концентрации нитмас. влияние на ю усталость незнаГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 21) 4737404/02(71) Всесоюзный заочный поинститут(54) СЕРЫЙ ЧУГУН Изобретение относв частности к разработдля производства разнодеталей.Цель изобретениятываемости и повышенталости.Выбор граничных пркомпонентов в чугуне прва обусловлен следующВведение нитридовве 0,02-0,07 мас, оказющее влияние на жерасплав, измельчает стмалоцикловую усталостэкономичной скорости робрабатываемости. Приридов магния до 0,02структуру, малоциклову(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве разностенных корпусных литых деталей, Цель изобретения - улучшение обрабатываемости и повышение малоцикловой усталости. Новый чугун содержит, мас,о: С 2,7 - 3,3; 312,2 - 2,9; Мп 0,2 - 0,45; Си 0,35 - 0,65; А 0,35 - 1,0; Са 0,03 - 0,06; Ва 0,002 - 0,02; фосфиды железа 0,20 - 0,45; нитриды магния 0,02 - 0,07; нитриды церия 0,002 - 0,01 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бария, фосридов железа, нитридов магния, нитридов церия позволяЕт повысить малоцикловую усталость в 1,3 - 1,35 раза и улучшить обрабатываемость в 2,1 - 2,65 раза. 2 табл,чительное, а при увеличении концентрации их более 0,07 мас. снижается обрабатываемость резанием, малоцикловая усталость, однородность структуры в разностенных отливках и стабильность качества их обработки на гибких производственных модулях и станках с ЧПУ.Барий введен как эффективная микролегирующая добавка, повышающая стабильность структуры и свойств в разностенных отливках, обрабатывгемость резанием и малоцикловую усталость. Микролегирующее влияние бария начинает проявляться с концентрации 0,002 мас,фпри которой отмечается повышение стабильности структуры, улучшение обрабатываемости и механических свойств в разностенных отливках. Верхний предел концентрации бария ограничен содержанием 0,02 мас, , 1680795выше которого увеличивается его угар, снижаются малоцикловая усталость, механические свойства, их стабильность вразностенных отливках по их сечениям.Фосфиды железа оказывают перлитизирующее действие, повышают стабильность свойств в толстых сечениях отливокпри сохранении обрабатываемости и повышении малоциклической усталости. При концентрации фосфидов железа до 0,20 мас. 5механические и технологические свойства чугуна в отливках низкие, а при концентрацииих более 0,45 мас, увеличивается отбел,ухудшается обрабатываемость, повышается хрупкость и снижаются малоциклическаяусталость и вязкость разрушения.Введение алюминия в количестве 0,35 -1,10 мас.раскисляет и легирует расплав,измельчает включения графита, способствует повышению обрабатываемости резани ем и вязкости разрушения при сохранениитехнологических свойств и малоцикловойусталости. Нижний предел концентрации(0,35 мас,) принят от содержания, с которого начинает сказываться его влияние наразмеры графита и вязкости разрушения, иограниченконцентрацией(1,10 мас.,), выше которой снижается стабильность структуры отливки, обрабЪтываемость еерезанием и малоцикловая усталость,Содержание углерода, кремния и марганца в сером чугуне выбрано с учетом практики производства разностенныхкорпусных отливок без отбела с хорошейобрабатываемостью и повышенной малоцикловой усталостью и ограничено пределами, выше и ниже которых ухудшаетсяобрабаты ваемость,Концентрация меди в предлагаемом чугуне составляет 0,35 - 0,65 мас., так какпри более высоких концентрациях усиливаются ликвационные процессы, снижающиеоднородность структуры, малоцикловая усталость и обрабатываемость резанием.Введение кальция в состав чугуна в количестве 0,03 - 0,06 мас.ф 6 основано на еговысокой химической активности, обеспечивающей очистку границ зерен, получениепластинчатого графита меньших размеров спритупленными округлыми концами и повышение малоцикловой усталаст и обрабатываемости резанием, При введении кальция. менее 0,03 мас4 не обеспечиваются перечисленные воздействия на чугун, а при концентрации кальция более 0,06 мас, онполностью не растворяется и увеличиваетколичество неметаллических включений сложного состава, ухудшающих обрабатываемость и малоцикловую усталость,Указанные отличия в химическом составе обеспечивают более высокие технологические и механические свойства, в частности обрабатываемость резанием, малоцикловую усталость и вязкость разрушения.Плавки серых чугунов проведены в от 10 крытых 200-килограммовых индукционныхйечах с использованием методов переплава, рафинирования расплава, нагретого до1420 С, в ряде случаев выше, при выдержкев течение 3 - 10 мин, выдачи в литейный15 ковш с перегретыми микролегирующими имодифицирующими добавками и разливкирасплава в сухие жидкостекольные формыпри температуре 1400 - 1430 С. Усвоениебария составляет 68 - 72, фосфидов желе 20 за 90 - 93, нитридов магния 59 - 63 инитридов церия - 67 - 73;.В табл.1 приведены химические составы серых чугунов опытных плавок известного и предлагаемого составов,В табл.2 приведены механические и технологические свойства указанных чугунов.Обрабатываемость резанием оценивают по экономической скорости резания наметаллорежущих станках с ЧПУ и гибкихпроизводственных модулях при глубине резания 1,5 мм и подаче 0,7 - 0,75 мм/об истойкости резца в 60 мин. Малоцикловуюусталость определяют на плоских образцахпо стандартной методике на копре ДСО с35 массой падающей бабы 5 кг и высотой падения 21 мм,Как следует из табл,1 и 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бария, фосфидов железа, нитридов магния и40 церия позволяет улучшить обрабатываемость в 2,1 - 2,65 раза и повысить малоцикловую усталость в 1,3 - 1,35 раза.Формула изобретенияСерый чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, медь, алюминий, кальций и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения обрабатываемости и повышения малоцикловой усталости, он дополнительно содержит барий, фосфидыжелеза, нитриды магния и церия при следующем соотношении компонентов, мас.;углерод 2,7 - 3.3; кремний 2,2 - 2,9; марганец 0,2 - 0,45; медь 0,35 - 0,65; алюминий0,35 - 1,0; кальций 0,03 - 0,06; барий 0,002- 0,02; фосфиды железа 0,20 - 0,45; нитриды магния 0,02 - 0,07; нитриды церия 0,002- 0,01, железо остальное.1680795 Таблица 1 лица Редактор М. Пет з 3287 Тираж 364 Подписное,ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/50 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Составитель Н, Кост ехред М,Моргентал