Чугун для изготовления кокилей

(54) ЧЛЕЙ СУДА Р СТВЕ ННЫ И КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ И ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свиМ 1025750, кл. С 2Авторское свиЬ. 975824, кл. С 22 ЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КО Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам высоко- углеродистых сплавов железа, и может быть использовано при изготовлении постоянных металлических форм, предназначенных для изготовления отливок из чугуна,Цель изобретения - повышение сопротивления термической усталости постоянных металлических форм и повышение их эксплуатационной стбйкости,Пределы содержания элементов в составе чугуна установлены исходя из благоприятного сочетания структуры и свойств чугуна. Содержание углерода и кремния определено условиями кристаллизации сплава по мета- стабильной диаграмме. Минимальное их содержание обеспечивает получение в чугуне междендритного графита, максимальное содеРжание углерода и кремния обусловлено снижением ростоустойчивости и термостойкости.(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных металлических форм - кокилей. Цель изобретения - повышение сопротивления термической усталости и эксплуатационной стойкости кокилей. Чугун содержит, мас,: С 2,8-2,9; Я 1,5 - 2,4; Мп 0,1-0,6; Сг 0,05-0,10; А 0,4 - 0,8; Мд 0,01- 0,03; Се 0,02 - 0,07; Са 0,01 - 0,04; Т 0,01- 0,10; 2 г. 0,01 - 0,05 и Ее остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Са, Т и Ег позволяет повысить термическую стойкость в 1,33 - 1,61 раза, эксплуатационную стойкость кокилей - в 1,26-1,52 раза.1 табл. Нижние пределы содержания марганца (0,1 мас.,) и хрома (0,5 мас,;6) определены исходя из технологических условий плавки чугуна и их содержания в.шихтовых материалах. При добавках марганЦа более 0,6 мас. гр и хРома выше 0,1 мас; ь эти элементы значительно тормозят графитизацию, повышая склонность чугуна к отбелу, и снижают его теплопроводность.Алюминий при содержании в количест- О вах 0,4 - 0,8 мас.0 ь является сильным графити д затором сплава и способствует образованию иеагдендритного графита, что повышает теп-)3 ч лопроводность сплава, шеаиЪМагний и церий введены в чугун с целью видоизменения графитной фазы. При добавках магния 0,01 - 0,03 мас,;6 и церия 0,02 - 0,07 мас, они способствуют образованию вермикулярной формы графита, что снижает температурный коэффициент расширения, повышает теплойроводность и сопротивление окислению,Кальций при добавках 0,01 - 0,04 мас.способствует очищению границ зерен от серы и кислорода, локализует процессы обезуглероживания, окисления и роста металла, что повышает окалиностойкость чугуна и его теп лопроводность,Титан из-за большого сродства к сере и кислороду оказывает графитизирующее действие на чугун, что выражается в измельчении структуры сплава и увеличении количества 10 феррита, Верхний предел содержания титана в чугуне (0,1 мас.о ) ограничен отсутствием эффекта прироста графитизирующего воздействия и образованием карбидов и карбонитридов титана, снижающих тепло проводность. Цирконий, располагаясь по границам зерен, блокируетдоступ кислорода кметаллической матрице и включениям графита, 20 что повышает сопротивление сплава окислению и препятствует образованию сеткиразгара. Верхний предел его содержания в чугуне (0,05 мас.) ограничен образованием карбидов циркония, что приводит к сни жению сопротивления термической усталости. Нижний предел содержания циркония (0,01 мас.%) соответствует отсутствию графитизирующего эффекта и не дает повышения окалиностойкости, теплопро водности и эксплуатационной стойкости.Выплавку чугунов производят в индукционной печи. В качестве шихты применяют литейный чугун )1 К 1 и стальной лом. Содержание углерода варьируется присад ками углеродного боя, остальные компоненты сплава корректируются добавками ферросплавов.Испытания на термостойкость проводят на образцах диаметром 30 мм и толщи ной 5 мм, собранных в пакет, периодически погружаемый в ванну с расплавом свинца, затем охлаждаемый в проточной воде, Термостойкость оценивают по количеству циклов до разрушения образцов, количеству 452,8-3,91,5 - 2,40,1 - 0,60,05 - 0,10,4 - 0,10,01-0,030,02 - 0,070,01 - 0,040,01-0,100,01 - 0,05Остальное трещин по краю образцов в зависимости отчисла циклов,Испытания на окалиностойкость проводят в соответствии с ГОСТ 6130-71 периодическим взвешиванием образцов - цилиндровдиаметрам 10 и высотой 20 мм. Окалиностойкость оценивают по у 2 дельному приростумассы образцов (мг/м ) после 10-часовойвыдержки при 820 С.Испытания на ростоустойчивость производят на образцах диаметром 20 и длиной100 мм при 820 ОС путем измерения длиныобразцов после 10-часовой выдержки.Эксплуатационную стойкость кокиляоценивают по количеству заливок до появления трещин сетки разгара.В таблице представлен химический состав и результаты испытаний чугуна,Как видно из данных таблицы, термостойкость кокилей из чугуна предлагаемогосостава в 1,5-2,0 раза выше термостойкостикокилей, изготовленных из известного сплава, и в 2 раза выше эксплуатационная стойкость.Формула изобретенияЧугун для изготовления кокилей, содержащий углерод, кремний, марганец, хром,алюминий, магний, церий и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениясопротивления термической усталости иэксплуатационной стойкости кокилей, ондополнительно содержит кальций, титан ицирконий при следующем соотношениикомпонентов, мас.%:УглеродКремнийМарганецХромАлюминийМагнийЦезийКальцийТитанЦирконийЖелезо,03 68072 0,0080,05 0 2,О,Составитель М,БондареТехред М,Моргентал ректор О.Ципле дактор М.Пет Заказ 1045 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, 7 К, Раушская наб 4/5 роиэводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 3,5 1,7 2,8 1,5 3,35 1,95 3,9 г,а г.74 О 5 1,0 19 О, 1 0,05 0,4 0,35 0,075 0,6 0,6 0,1, 0,8 0,005 0,04 0,3 0,7 0,1 г 1,о О,оа 0,11 0,02 0,01 Ое 045 0,015 0,07 0,03 0,01 0,005 0,08 0,04 0 О "ит 0,03 "и.05 0.005 -и- О 06 -и- У 6, 5,8 8,3 5,2 6,2 5,2 4,5 6,8 . а,а