Чугун

(51)5 С 22 С 37/08 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 2гунных отливок корпусных деталей в станкостроении. Целью изобретения является новьппение, гидропрочности и демпфирующей способности чугуна и снижение его склонности к короблению. Поставленная цель достигается за, счет введения в состав чугуна никеля, цинка и свинца при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: углерод 3,0-3,6 кремний 2,0-2,8, марганец 0,3-0,8 Фосфор 0,2-0,4, медь 0,1-0,6,никель 0,05-0,1 церий 0,05- 0,08; свинец 0,01-0,2; цинк 0,008- 0,12, лантан 0,02-0,04, хром О, 1- 0,18, железо остальное, Использование чугуна предлагаемого состава позволяет повысить циклическую гидро- прочность в 1,86 раза и снизить склонность чугуна к короблению на 30-40%. 1 табл., 2 ил. чугун может содимеси серу 0,08 ать в качес мас%. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СвйДЕТЕЛЬСТ(71) Белорусский политехнический институт(57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа с высокими механичес-. кими и эксплуатационньпи свойствами, и может быть широко использовано при массовом производстве деталей из чуИзобретение относится к металлургии, а именно к составам железоуглеродистых сплавов, и может быть использовано для изготовления деталей станкостроения, работающих в условиях циклических гидравлических нагрузок, а также крупных станин.Цель изобретения - повышение гидропрочности и демпфирующей способности чугуна и снижение его склонности к короблению.Для достижения указанной цели в его состав дополнительно вводят свинец и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.%: УглеродКремнийМарганецфосфорМедьНикельЦерийСвинецЦинкЛантанХромХ(елезо 3,0-3,62,0-2,80;3-0,8,0,20-0,40,1-0,60,05-0,10,05-0,08О, 01-0,20,008-0,10,02-0,040,1-0,18Остальное50 Совместное наличие в составе чугуна никеля, хрома, цинка, церия, лантана и свинца существенно улучшаетструктуру чугуна и повышает его эксплуатационные свойства, Комплексноевведение перечисленных элементов иих взаимодействие с присутствующимигарантирует получение перлитнойструктуры с включениями графита 80120 мк. Структурные изменения, протекающие в сплаве при охлаждении, невызывают больших межфазных напряжений, что благоприятно сказывается на гидропрочности и склонности крупногабаритных отливок к короблению,1 Дополнительное введение свинца ицинка в сплав имеет различный механизм влияния на достижение поставленной цели. Свинец при кристаллизацииизмельчает эвтектическое зерно и входит в состав фосфидной эвтектики, которая, располагаясь по границам пер;вичных зерен, существенно гасит механические колебания, возникающие на поверхности изделия. Цинк влияет на эвтектоидное превращение в чугуне и дает возможность получать перлитную структуру одной дисперсности как по сечению зерна, так и по сечению отливки, Пределы концентрации данных элементов выбраны экспериментально, 1 Пределы содержания компонентов установлены исходя из получения наиболее благоприятного сочетания структуры и свойств сплава. Нижний предел по содержанию углерода 3,0%, кремния 2,0%, верхний по содержанию марганца 0,8%, хрома 0,187 обеспечивает получение структуры без включений ледебурита. Верхний предел по содержанию углерода 3,67., кремния 2,8% способствует получению структуры, при введении остальных элементов, с количеством феррита не более 5%. Нижний предел по содержанию марганца 0,37., хро-, ма 0,1%, никеля 0,05%, фосфора 0,2%, цинка 0,08%, свинца 0,01%, меди 0,1% обеспечивает существенное повышение свойств при минимальной степени легирования структуры. Верхний предел по содержанию фосфора 0,4% при модифицировании МЦ 40 способствует образованию разомкнутой сетки фосфидной эвтектики. Дальнейшее увеличение фосфора приводит к существенному снижению пластичности материала. Увеличение меди более 0,6% и никеля более 5 10 15 20 0,1% для сплава данного состава экономически нецелесообразно. Содержаниецерия и лантана выбрано экспериментально с учетом соотношения Р:(Се ++ 1,а) = 2,5:4,П р и м е р, Для изучения структуры и свойств предлагаемого материалабыли выплавлены чугуны, содержащиеосновные компоненты на разных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания компонентов.Технология плавки чугуна состоитиз расплавления литейных и передельных чугунов, рассчитанных по соотношению для получения сплава с необходимым содержанием углерода, кремнияи марганца. Производится ввод в расплав феррохрома (45% Сг), феррофосфора (157 Р), бронзы марки Бр 010 ф 1,электролитического никеля и модифицирование в ковше сплавом МЦ, Расчет шихты для получения чугуна необходимого состава осуществляется с учетом усвоения кремния, марганца и никеля 90-957, меди, фосфора, цинка, свинца и хрома 80-907., церия и лантана 70-85%.Испытания на склонность сплава к короблению проводили на образцах, представленных на фиг. 1. Образцы отливали в сухую песчаную форму. Склонность сплава к короблению оценивали в миллиметрах. Схема замера представлена на фиг,2.Циклическую гидропрочность оценивали по количеству циклов до появления первой трещины, гидротечи или разрушения образца. Испытания проводили на гидростенде, используя специальное приспособление.1Демпфирующая способность чугуна представлена циклической вязкостью ( при напряжении С = 5 кг/мм,Химические составы чугунов и результаты исследований представлены в таблице. Как видно из данных таблицы, дополнительное введение в состав чугуна, свинца и церия существенно повышает эксплуатационные и технологические характеристики чугуна. формула изобрете ния Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, медь, никель, церий, лантан, хром, железо, о т -1708910 3,0-3,б 2,0-2,8 Углерод Кремний10 дериение хоин онень со"ранниегредиенго 03 0,13 0,5 0,041 0,5 105 Остель- ноеектор М. Са Редактор лин Заказ ВНИИП Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР4-35, Раушская наб., д. 4/5 ираж осударствс 1 п 1 ого кожт 113035, МоскнПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгоро Гагарина,л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения гидропрочности и демпфируюций способности чугуна и снижения его склонности к короблению, он дополнительно содержит свинец и цинк5 при следующем соотношении компонентов, мас.Е: МарганецФосфорМедьНикельЦерийЛантанХромСвинецЦинкЖелезо 0,3-0,80,2-0,40,1-0,б0,05-0,10,05-0,08Оэ 02-Оэ 04О, 1-0, 180,01-0,20,008"0,12Остальное