Чугун для ферросплавных мульд

)5 С 2 БРЕ ЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 785376, кл. С 22 С 37/10. 1978;Авторское свидетельство СССРЬ 933781, кл, С 22 С 37/10, 1980.(54) ЧУГУН ДЛЯ ФЕРРОСПЛАВНЫХМУЛЬД(57) Изобретение относится к металлургииможет быть использовано при производст Изобретение относится к металлургии, именно к металлургии сплавов, используемых для изготовления изложниц для разливочных ма(ыин.Известны чугуны, содержащие углерод, . кремний, марганец,. хром, никель, титан, алюминий и кальций, применяемые для изготовления деталей, работающих в условиях теплосмен.Однако эти чугуны имеют недостаточную стойкость в условиях повышенных температур и теплосмен, а также малый коэффициен линейного расширения.Наиболее близким к изобретению является чугун следующего химического состава, мас.%: углерод 3,2-3,5; кремний 1,7-2,1; марганец 0,4-0,7; хром 0,4-0,8; никель 0,2- 0,4; алюминий 0,35-0,7; кальций 0,05-0,15; титан О,ОЬ-О,З; медь 0,6-0,9; азот 0,05-0,1; железо остальное. ве ферросплавных мульд. Це - повышение термостойкос стойкости в условиях повыш тур и теплосмен, а такж коэффициента линейного Предложенный чугун содерж 4,5; 3 2,2 - 3,0; Мп 0,2 - 1,0;0,2-1,0; Т 0,05 - 0,3; А 0,3 - О, Сц 1,0 - 2,0; М 0,05 - 0,10; Се остальное. Дополнительный предложенного чугуна Се, а ние в нем содержания 9 и повысить окалиностойкость за, термостойкость в 1,03-1, фициент термического р 10-14,7 раза. 1 табл. ль изобретения ти и окалиноенных темперае увеличение расширения. ит,мас,%: С 3 - Сг 0,4-0,8; М 7; Са 0,05 - 0,20;0,05 - 0,10; Ре ввод в состав также измене- С позволяют в 1,01-1,05 ра раза и коэфасширения в Недостатками сплава являются низкие показатели термостойкости и окалиностойкости при теплосменах, в области высоких температур(выше 800 С) и низкий коэффициент линейного расширения при повышенных температурах примерно 250 С.Цель изобретения - повышение термостойкости и окалиностойкости в условиях повышенных температур и теплосмен, а также увеличение коэффициента линейного расширения.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганЕц, хром, никель, титан, алюминий, кальций, медь, азот и железо, дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, мас.%; углерод 3,0-4,5; кремний 2,2 - 3,0; марганец 0,2 - 1,0; никель 0,2-1,0; титан 0,05-0,3; кальций 0,05-0,2;.медь 1,0-2,0; хром 0,4 - 0,8: азот 0,05-0,1;5 10 15 20 25 30 35 45 50 алюминий 0,3-0,7; церий 0,05-0,1; железоостальное.Установлено, что углерод в сплаве впределах 3,0 - 4,5 мас.% обеспечивает оптимальный комплекс свойств, но при содержании углерода менее 3 мас,% похимическому составу он не соответствуеттипу чугунов. Увеличение содержания его всплаве(более 4,5 мас,%) приводит к выделению его в свободную фазу, что резко снижает механические свойства сплава.В обычном сером чугуне влияние кремния на свойства обусловлено его воздействием на процессы структурообразования. Вчугунах с повышенным содержанием кремния ( более 3 мас,%) графит выделяется ввиде самостоятельной фазы и наслаиваетсяна расположенные вблизи ранее образовавшиеся включения, что приводит к значительному понижению прочности. Крометого, введение кремния более 3 мас.% приводит к значительной ликвации фосфора,Содержание кремния 2,2-3 мас.% в чугунеспособствует увеличению числа эвтектических колоний, уменьшению их размеров, чтов значительной мере упрочняет сплав,При содержании кремния менее 2,2, мас,% отсутствует такой фактор улучшенияструктуры как измельчение эвтектическихколоний, что не улучшает свойства чугуна.Кремний, кальций, углерод, алюминий,вводимые в чугун, являются инокулирующими модификаторами: инициируют зарождение графита при кристаллизации,увеличивают число и уменьшают в размерахэвтектические колонии, Все указанные элементы повышают термодинамическую активность углерода,Марганец в количестве менее 0,2 мас.%не оказывает влияние на процессы структурообразования, а при содержании его более3 мас.% снижается склонность чугуна к увеличению эвтектических колоний,Хром при содержании менее 0,4 мас,%практически не влияет на строение графитоаустенитных колоний. При содержаниях более 0,8 мас.% он становится причинойполучения тонкодифференцированной матрицы, что ухудшает эксплуатационные характеристики сплава.При содержании никеля менее 0,2мас,% никаких улучшений свойств не обнаружено, а при его содержании более 1,0мас.% появляется примесная ликвация.Содержание титана менее 0,05 мас.%не влияет на структурообразование, а присодержании титана в сплаве в предлагаемых пределах он способствует образованию нормального ледебурита, чтообеспечивает высокое качество чугунов. При его содержании более 0,3 мась никакого влияния на улучшение структурообразования не отмечено, в этом случае он может приводить к образованию самостоятельной фазы тугоплавкого карбида и не участвовать в формировании ледебурита.При содержании алюминия менее 0,3 мас.% отсутствуют изменения числа и размеров эвтектических колоний, при более 0.7 мас.% алюминия отмечена ликвация в структуре чугуна. При содержании кальция менее 0,05 мас,% отсутствуют изменения структуры, а при его содержании более 0,2 мас.% увели-. чивается степень пересыщенности раствора и склонность элементов к ликвации Содержание менее 1 мас.% меди не влияет на процесс структурообразования, а при содержании ее более 2 мас.% наблюдается активное влияние на кинетику и морфологические условия графитообразования, . что отрицательно сказывается на свойствах чугунов,Влияние азота как самостоятельного элемента не может вызывать заметных изменений в структуре чугуна, но при компановке элементов в. чугуне предлагаемого состава при менее 0,05 мас,% не влияет, а при более 0,1 мас.% не обеспечивает стабилизации решетки цементита,Церий - эффективная сфероидезирующая присадка, обеспечивает образование шаровидного графита, При количестве менее 0,05 мас.% не обеспечивает влияние на процесс графитизации, а при более 0,1 мас.% экономически нецелесообразно.Эти присадки в указанных пределах способствуют увеличению прочности чугуна и повышению стойкости мульд при термоциклических нагрузках. Образцы сплавов готовят в индукционной печи, в алундовых тиглях.Полученные сплавы имеют равномерно- распределенный крупнопластинчатый вермикулярный . графит, расчленяющий металлическую основу на отдельные элементы и образующий компенсационные швы,При получении сплавов вместе с чугуном в алундовые тигли задают никель и медь. По расплавлению производят. обработку расплава газообразным азотом, если его содержание в чугуне не превышает стандартной растворимости, а требуемое количество кремния, марганца, хрома, титана, алюминия, кальция и церия вводят соответствующими ферросплавами, Получение образцов с содержанием азота более 0,07 мас,% осуществляют с помощью комбинированного метода, Сначала производят пророс то. стсьт- чивост Термостод-тьькостьпри1 ОООеС,Чикен Оканно нкстодкостьпрм 1001 ГСг/нтч Содериание конпонентов, нас.о пи. г/нм Сплав О нод прочности при ЕООеС в течение 100 г, кг н/ннэ Се Тс А619 26 0,4 0,4 0,2 03 09 О,0,7 0,1 ределение аэота ос 1 якествляют по ГОСТ 2359-66 2364 66 стпествляют по ГОСТ Определение черняОкалмностодкостьеаа н ГОСТ 9,041-74. гост 9.905 кость определяют терно Составитель О.СтолярТехред М,Моргентал Корректор ИМуска дактор О.Голова аказ 1559 ВНИИПИ Г Тираж Подписноеарственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ГКНТ СССР ул,Гагарина, 101 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Уж дувку жидкой ванны газообразным азотом из расчета получения его остаточного содержания 0,05, а оставшееся количество вводят азотированным феррохромом и ферромарганцем. Азотированные ферросплавы подают в виде порошка на шлаковую ванну порциями 1,5 - 2,0 г через равные промежутки времени. Остальные компоненты вводят соответствующими ферросплавами,Химические,. механические свойства сплавов приведены в таблице.Формула изобретения Чугун для ферросплавных мульд, содержащий углерод, кремний, марганец, хром,никель, титан, алюминий, кальций, медь, азотижелезо, отличающийся тем, что, с целью повышения, термостойкости, окалиностойкости в условиях повышенных 5 температур и теплосмен, а также увеличения коэффициента линейного расширения, он дополнительно содержит церий при следующем соотношении компонентов, мас. : углерод 3-4,5; кремний 2,2-3,0; марганец 10 0,2 - 1,0; хром 0,4-0,8; никель 0,2-1,0; титан0,05-0,3; алюминий 0,3-0,7; кальций 0,05- 0,20;медь 1-2; азот 0,05-0,10; церий 0,05- 0,10; железо остальное.