Чугун

(иИ С 22 ГОСУДАРСТВЕН Ъ 1 Й КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ал по(71) Белорусский политехнический институт(72) В.М. Михайловский, М.М, Бондарев,В.А. Чайкин, В.М. Ткаченко и А.М, Руденкбф 3) 669.15-196 (088.8)фб) Авторское свидетельство СССРЙ 1027267, кл. С 22 С 37/10, 1983,Авторское свидетельство СССРЬ 863700, л. С 22 СЗЮО, 1980.Фэ 4) ЧУГУН(57) Изобретение относится .к литейномупроизводству, а именно к составам высоко.углеродистых сплавов железа, и может бытьиспользовано при массовом производствв Изобретение относится к металлургии, в частности к составам чугунов, используемых при массовом производстве тонкостенных отливок сложной конфигурации литьем в разовые песчано-глинистые формы.Цель изобретения - повышение жидко- текучести и снижение склонности к пленкообразованию при изготовлении отливок с развитой поверхностью,П р и м е р. Для сравнительных испыта-. ний известного и предлагаемого состав чугунов плавку проводили в индукциоиной тигельной печи ЛПЗс кислой футеровкой. 8 качестве шихтовых материалов использовали литейный чугун марки ЛКи возврат собственного производства, Получение необходимой концентрации углеро да в чугуне достигалось варьированием . состава металлозавалки. Доводку по содбртонкостенных чугунных отливок сложной конфигурации литьем в разовые песчано-гли, нистые формы. Цель изобретения - повышение жидкотекучести-и сйижение. склонности к пленообразованию при литье в сырые песчаные формы. Предлагаемый чугун имеет следующий состав, в мас.: углерод 3,5-3,8; кремний 2,2-2,4; марганец 0,2-0,4; хром 0,005-0,008; никель 0005-6,01; РЗМ 0,002-0,004; алюминий 0,005-0,01; кальций 0,005-0,01; магний 0,005-0,008; барий 0,005-0,01; железо остальное. Предлагаемый состав чугуна можно рекомендовать для изго-товления ответственных отливок разветвленной конфигурации при литье в разовые песчано-глинистые формы. 2 табл. жанию кремния осуществляли присадкой в жидкую ванну ферросилиция марки ФС 75, Достижение указанных концентраций по другим элементампроизводили с помощью следующих ферросплавов: по магнию - лигатурой ФСМг 7 (ТУ 14-5-134-86). по барию - ,лигатурой Ее 818 а(ТУ 14-2-160-84), по кальцию - силикокальцием СКЗО (ГОСТ 4762-71), поаминию - алюминием А 1 97 (ГОСТ 295-73), церию - сплавом МЦ 40 (ТУ 48-4-280-73). Жидкотекучесть определяли методом вакуумного всасывания в кварцевую трубку диаметром 2,6 мм, склонность чугунов к пленообразованию - визуально как отношение площади плен к полной поверхности излома при заливке в сырье песчаные формы образцов размером 10 х 10 х 55 мм в количестве 100 шт, на каждый состав.По данной технологии выплавляли 5 составов предлагаемого сплава (на нижнем,верхнем.и среднем, а также ниже нижнегои выше верхнего уровней содержания компонентов), а известный сплав на среднемуровне (табл 1),Технологические свойства исследуемыхсплавов представлены в табл, 2,Как видно из табл, 2 предлагаемый состав чугуна обеспечивает более высокиезначения жидкотекучести, в то время каксклонность к пленообразованию существенно снижается. Выбранное соотношениеэлементов в составе чугуна является оптимальным, Кремний и углерод выбраны в указанных пределах, чтобы обеспечитьмаксимальную жидкотекучесть чугуна какчугуна, имеющего эвтектический состав илиблизкий к нему,Хром, никель и марганец - элементы,постоянно присутствующие в чугуне, содержайие которых (0,2-0,4 мас.% Мп; 0,0050,01 мас.6 Ф и 0,005-0,008 мас,6 Сг)обеспечивает минимальную склонность чугуна к отбелу при сохранении высокой прочности, Кроме того, содержание марганца вуказанных пределах достаточно для нейтрализации вредного влияния серы в чугуне.Ввод в состав сплава РЗМ цериевой группыи алюминия усиливает графитизирующийэффект при эвтектическом превращении, всвязи с чем величина отбела чугуна уменьшается в 1,4-1,8 раза. Одновременно увеличивается прочность сплава, что являетсяследствием улучшения фЫрмы включенийграфита и более равномерного распределения их в металлической матрице. Нижний иверхний пределы содержания РЗМ и алюминия обусловлены эффективностью влияния этих элементов на величину отбела имеханические свойства чугуна,Кальций в составе чугуна является рафинирующим элементом, он оказывает раскисляющее и рафинирующее действие,Связывая кислород и серу в неметаллические включения, кальций значительно повышает поверхностное натяжение чугуна,Содержание кальция в сплаве в пределах. О;005-0,01 мас.% является оптимальным.Магний и барий, обладая повышеннымхимическим сродством к примесям чугуна,взаимодействуют с ним; Продукты реакции, имея значительно меньшую, чем жидкий чугун плотность, легко удаляются из расплава. Вследствие этого при движении жидкого 5 металла по каналам литейной формы значительно уменьшается количество препятствий, тормозящих свободное течение расплава, Вязкость сплава понижается, Нижний предел содержания магния и бария10 в чугуне (0,005 мас.0 обусловлен эффективным повышением технологических свойств срлава, верхние пределы (0,008 мас.фД маг. ния и 0,01 мас.бария) ограничены стабилизацией прироста увеличения 15 жидкотекучести и снижения склонности чугуна к пленообразованию. Кроме того, кальций, магний и барий, как отмечалось выше, оказывая рафинирующее действие на расплав, приводят к изменению концентра 20 ции серы и кислорода в последнемобразуя отдельные мелкие включения глобулярной формы, состоящие в основном из алюминатов Са и Ва и шпинели СаО . А 20 з. Эти включения, равномерно располагаясь в ме 25 таллической матрице чугуна, обеспечивают изотропность микроструктуры отливок, одновременно повышают жидкотекучесть расплава и снижают его склонность к пленообразованию,30Ф о р мул а изобретен ияЧугун, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, никель, редкоземельные35 металлы, алюминий кальций; магний, барийижелезо, отл ич а ющи йся тем;что, сцелью повышения жидкотекучести и сниже- .ния склонности к пленообразованию прилитье в сырые формы, он содержит компо 40 ненты в следующем соотношении, масф:Углерод . 3,5-3,8Кремний 2,2-2,4Марганец 0,2-0.4Хром 0,005-0,00845 Никель0,005-0,01Редкоземельные металлы 0,002-0,004Ьюминий О,ООБ-О,О 1Кальций 0,005-0,01Магний 0,005-0,00850Барий 0,005-0,01Железо Остальное