Чугун

(9) 01) А 1 Г 51)5 С 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯ 14 И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) Р.В.Куприянов Г.Г.Арсенин, А,В,Королев, В,Б.Зверев, И.Г.Масленников, В.А.Столбовский и Ю.К.филатов (53) 669.15-196(088,8)(56) Авторское свидетельство СССР й 1035085, кл. С 22 С 37/10, 1982.Авторское свидетельство СССР М 831851 кл. С 22 С 37/10, 1979.(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке сос" тавов чугунов для производства стекло- форм, Цель изобретения - уменьшение отбела и повышение равномерности рас Изобретение относится к металлур" гии, в частности к разработке составов литейных чугунов для производства стеклоформ, подвергающихся термомеханическем воздействиям стекломас" сы.Цель изобретения - уменьшение отбела и повышение равномерности распределения структуры по сечению отливки.Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.В качестве примесей чугун содержит серу 003-015 мас.Ф и фосфор 0,03-0,15 мас.Ф. пределения структуры по сечению от ливки. Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь ванаий, титан, алюминий, один элемент из группы, содержащий кальций и редкоземельные элементы, никель и барий и железо при следующем соотношении ком - понентов, мас.3: углерод 3,0-3,3; кремний 1,8-2,2; марганец.0,8-1,2; хром 0,3"0)5; медь 0,4-0,8; ванадий 0,1- 0,3; титан 0,1-0,3; алюминий 0,01-0,11 один элемент из группы, содержащий кальций и РЗИ 0,02-008; никель 0,6- 1,0; барий 0,005-0,02; железо осталь" ное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна Ва позволяете уменьшить величину отбела на 20, а также обеспечивает достижение равномерного распределения графита в сечениях отливки от 4 до 45 мм, 2 табл. Углерод в пределах 3,0-3,3 мас.Ф обеспечивает хорошие литейные свойства чугуна и высокий уровень теплопроводности в процессе эксплуатации пресс-форм. Нижний предел углерода 3,0 мас.ь обуславливается необходимостью исключения структурно-свободных карбидов в сплаве и газоусадочных дефектов в теле отливки, Увеличение содержания углерода выше 3,3 мас.Ф приводит к увеличению размеров и количества графита в структуре чугуна, что оказывает отрицательное влияние на механические свойства и износостойкость чугуна. Концентрация кремния в пределах 1,8 17053952, мдс." обеспечивает требуемый уровень литейно-технологицеских и механических свойств чугуна в отливках.Содержание марганца в чугуне (0,81,2 мас.1) выбрано с учетом обеспечения получения перлита в металлической основе и требуемого уровнямеханических свойств и износостойкости, ОДля обеспечения требуемого уровнямеханических свойств и повышения литейно-технологических свойств в предлагаемом цугуне по сравнению с известным изменено содержание легиру ющих элементов: хрома, ванадия, меди,титана.Содержание хрома и никеля выбрано с учетом условий, при которыхкарбидообразующее влияние хрома рей трализуется графитизирующим влиянием никеля, т.е. их соотношение составляет более 1. Введение меди в пределах 0,4-08 мас.Ф способствует перлитизации металлической основы чугуна в 25 литом состоянии и препятствует разложению перлита при повышенных температурах.Содержание ванадия и титана выбрано из условий максимального упроцнения металлической основы чугуна (нижний предел). Увеличение их концентрации выше выбранных пределов резко повышает склонность чугуна к отбелу.Вод в чугун комплекса модифици 35 рующих элементов: бария, алюминия, кальция или РЗИ в указанных пределах способствует повышению графитиэирующей способности сплава. При этом полностью устраняется образование 40 междендритного графита в зоне контакта расплава с холодильником. Увеличение концентрации алюминия выше 0,1 мас,ь приводит к снижению жидко- текучести чугуна, к увеличению склон ности образования газовых раковин в чугуне, Введение в чугун кальция или РЗИ выше 0,08 мас.Ф приводит к увеличению склонности чугуна к метастабильной кристаллизации.50П р и м е р, Для изучения свойств чугуна по изобретению выплавляли три сплава, содержащих ингредиенты на нижнем, среднем и верхнем уровнях. Содержание железа при этом составляло дополнительно до 1001 в каждом сплаве, Для сравнительных испытаний использовали известный чугун со средним содержанием легирующих элементов,Состав чугунов представлен в табл.1.Плавку чугуна проводили в высокочастотной индукционной печи с кислой набивной Футеровкой, емкость тигля ЬО кг. В качестве исходных шихтовых материалов использовали литейные и передельные цушковые чугуны, литейный ферроникель, отходы углеродистой стали. Для обеспечения требуемого химического состава в расплав чугуна при 1400 С вводили ферросплавы: ферросилиций ФС 45, ферромарганец ФИн 75 ферротитан ФТи 30, феррованадий ФВн 35, феррохром Фх 800, медь И 1. Для снижения отбела и введения заданного колицества бария, алюминия, кальция и РЗИ расплав чугуна перед разливкой подвергался модифицированию в ковше за счет введения ферросилиция с барием ФС Ба 4, алюминия АВ 98 и ферросилиция ФС 30 РЗИ 30 Б или силикокэльция СК 20.Для получения опытных образцов сечением 60 х 40 и длиной 250 мм, дополнительно охлаждаемых холодильником, и для определения механических свойств чугуна заливали формы известным и предлагаемым чугуном.Предел прочности на растяжение и твердость чугунов определяли на стандартных образцах, структуру металлической основы и распределение графита определяли по сечению отливки.Результаты испытаний приведены втабл. 2.Как видно иэ табл. 2, в образцах, залитых известным чугуном, в структуре металлицеской основы присутствует цементит, цто делает невозможным проведение механической обработки отлие вок беэ термической обработки. Применение предложенного чугуна образцы 1-6) обеспечивает получение отливок беэ отбела, цементит наблюдается только в зоне, которая контактирует с холодильником. Но содержание цементита составляет не более 5 Ф что позволяет проводить механическую обработку отливок без термической обра" ботки. Также обеспечивается улучшение распределения графитовых включений по сечению отливокформула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, ванадий, титан, алюминий, один элемент иэ группы, содержащей кальций и редкоэемель1705395 ные элементы, и железо, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения отбела и повышения равномерности распределения структуры по сече 5 нию отливки, он дополнительно содержит никель и барий при следующем со" отношению компонентов, мас.6:Углерод 3,0"3,3Кремний 1,8-2,2 ,0 Марганец 0,8-1,2Хром 0 3-0,5 МедьВанадийТитанАлюминийОдин элемент изгруппы, содержащейкальций и редкоземельные металлыНикельБарийЖелезо 0,4-0,8 0103 0,1-0,3 0,01-0,1 0,02-0)08 0,6-1,0 0)005-0,02 Остальное Таблнч1НЕ Структура чугуна в отливке на расстоянии от холодильника, ииЛ"Е" 1Т Г Хй - т 260 . ПГР 9. ОГР 9 ПГРЗ ПГРЗ ПГРЗ .ОГРЗ ПГР 1 ПГР 1 ОГРЦ 25 П Ц 25 П Ц 25 О Ц 20 О Ц 20 П Ц 20 П Ц 20 й Ц 15 П Ц 10 П 01 НПа Чугун 340 ИааестнцйПредлагаемый1,4 5в е П - 1 терлит, Ц - ценентит, ПГР 9 - мввдендритное раслределение графита, ПГРЗ - сеточное, ПГР 2 - неравномерное, ОГР 1 - равномерное. Составитель Н.КосторнойРедактор Т.Лазоренко Техред М.Моргентал Корректор 71. Обручар Заказ 1 Ц Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. ч/5 Ь ее Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 350 250 ПГР 2 Ц 5 й 330 245 ПГР 2 ЦЗ П 340 240 ОГР 2 Ц 2 П 330 240 ПГР 2 Ц 2 П 345 45 ОГР 2 Ц 4 й 335 242 ПГР 2 Ц 2 ПОГР 2 ПГРй . ППГР 2 ПГРЮ йПГР 2 ПГР 1П ППГР 2 ПГРП й.ПГР 2 ОГРй ОПГР 1 ОГР 1П П ПГР 1йПГР 1ОПГРППГР 1йОГР 1ПОГР 1П ПГР 1 ОГРй йПГР ПГР 1П ПОГР 1 ПГРП йОГР 1 ОГР 1й йОгр йгрй йОГР 1 ОГРП й. ПГРййГР 1.Пйгр 1йОГР 1йПГР 1ППГРПе в ПГР 1ППГРйПГР 1ППГР 1йПГР 1йОГРО ОГР 1йПГР 1ПОГР 1ПОГРППГРПОГР 1П