Чугун

(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения качественных отливок, обладающих высокими эксплуатационными свойствами. Чугун содержит, мас,: углерод 2,9-3,5; кремний 1,7-2,7; марганец 0,3-0,8; хром 0,1-0,5: никель 0,5 - 0,3; азот 0,005-0,03; ванадий 0,05 - 0,3; алюминий 0,001 - 0,1; фосфор 0,1 - 0,2, стронций 0,001 - 0,01; медь 0,1-0,9; железо остальное. Чугун обладает повышенной гидроплотностью и стабильными прочностными свойствами 04 З 2= 510 - 680 Мпа и о;= 230-320 МПа, 1 табл,2 С 56 Изобретение лур ии, а именно мо ет быть испол ла ри производс сок ми эксплуатаДля достиже он ых свойств о используется бо ны комплексно ной металзводству, и е материаающих вывэми,плуатацищее времяо различотносится к чер к литейному прои ьзовано в качеств тве отливок, облад ционными свойст ния высоких экс тливок в настоя льшое количеств ьные м тако е про одис изким мому чугу с% ого эквивалента.по технической сущрезультату к заявляена является чугун 2,9-3,5 1,7-2,7 0,3-0,8 0,1-0,5 0,05-0,3 сос ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(Г(СПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗК Ту 4949563/0212,05.9130.01.93, Бюл. Ь. 4Кременчугское производственное объедиие еДормашинао им.В.И,Ленина и Уральй научно-исследовательский институт ных металловА,Д,Демин, А.В,Мунтян. Б,Ш.Клейнер, .Кочевых, ЬМ,Рапопорт и А,А,Филиппенков Кременчугское производственное объеение оДормашина" и Уральский научноледовательский институтчерных металлов Авторское свидетельство СССР 12851, кл. С 22 С 37/08. 1981. легированных чугунов.Использование для отливки тонкостенны 1 деталей атих аутуеое требует оредоте. ра ения отбелэ при кристаллизации, повышения их углеродного эквивалента. В т же время это приводит к снижению эф ективности влияния легирующих эле-. ме тов и резкому снижению прочностных своиств чугуна.Известен чугун следующего тава, мас%:оУглерод 3,4-3.9 Кремний 2,3-2,9 1 МарганецХромНикельТитанВанадийМедьКальцийРедкоземелметаллыНедостаткарезкое снижениростом его углерНаиболее блности и достигаемому составусодержащий, маУглеродКремнийМарганецХромНикель 0,3-0,90,1 - 0,30,1 - 1,00,03-0,20,03-0,20,2-0,80,02-0,10,03-0,3го чугуна являетсячностных свойствс1792446 5 10 20 25 30 35 40 50 55 Азот 0.005 - 0,03Ванадий 0,15 - 0,5Церий 0,005 - 0,02Алюминий 0,001 - 0,1Железо ОстальноеНедостатком известного чугуна являетсяневысокая гидроплотность, резкое снижениепроцности при повышении его углеродногозкоивэлента. Целью изобретения является повышение гидроплотности и стабилизация прочностных свбйст-в Гугуйов с рэзлйчйымуглеродным эквивалентом,Поставленная цель достигается тем, чтоцугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, азот, ванадий, алюминий,железо, согласно изобретению дополнительно содержит фосфор, стронций и медь приследующем соотношении компонентов,мэс.%:Углерод 2,9-3,5Кремний 1,7-2,7Марганец,. 0,3-0,8Хром .:; . 0,1 - 0,5Н и кел ь 0,05" 0,3Азот 0,005-0,3Ванадий 0,05 - 0,30Алюминий 0,001 - 0,1Фосфор . 0,1 - 0,2Стронций 0,001 - 0,01Медь 0,15 - 0,9Железо ОстальноеВведение о состав предлагаемого чугуна фосфора способствует посышению прочностных характеристик, что обусловленоизмельчением эвтектического зерна и ростом сопротивления разрушению чугуна поддействием тэнгенциальных составляющихвнешних сил, Ввод стронция усиливает действие фосфора. что связано с выделениемфосфора в виде мелких включений тройноймелкозернистой фосфидной эвтектики. Этостабилизирует прочностные свойства чугуна при изменении углеродного эквивалентна и повышает его гидроплотность. Дляполучения высококачественного чугуна верхнее содержание фосфора ограничивается 0,2%, так как при повышении егосодержания свыше этого предела повышается пористость чугуна и ухудшается егогидроплотность. При содержании фосфораниже нижнегопредела это оказывает отрицательное влияние на заявляемые свойства,Введение в состав заявляемого чугунастронция наряду с измельчением первично-.го зерна чугуна, способствует уменьшениюразмеров графитовых пластин, что снижаетзависимость прочностных свойств от углеродного эквивалента чугуна и повышает его гидроплотность. Отмечено также, что введение в состав чугуна стронция в заявляемых пределах резко увеличивает благоприятное влияние на заявляемые свойства как фосфора, так и меди, Верхний предел содержания стронция ограничен возрастанием склонности чугуна к кристаллизации по метастабильной схеме, что отрицательно сказывается на всем комплексе свойств чугуна, а при его содержании ниже нижнего предела резко снижается положительное влияние фосфора имеди. Введение в состав чугуна совместно со стронцием и фосфором в предлагаемых пределах меди обусловлено ее благоприятным влиянием на выравнивание прочностных свойств комплекснолегирооэнного чугуна с различным углеродным эквивалентом. При содержании меди о заявляемом чугуне меньше нижнего предела она не оказывает . влияния на процесс кристаллизации чугуна и не сказывается на гидроплотности и прочностнь 1 х характеристиках, Содержание меди больше верхнего предела экономически нецелесообразно, так как при этом осе заявляемые характеристики чугуна практически не улучшаются. П р и м е р, Чугуны по заявляемому составу и составу прототипа выплавлялись в 50-кг индукционной печи и после перегрева до 1380 С разливались в песочно-глинистые формы. Составы исследуемых чугунов и их свойства представлены о таблице. Н приготовленных образцах из исследуемых чугунов о соответствии с ГОСТ 1497-83 и ГОСТ 14019-80 определялись пределы прочности нэ растяжение и изгиб. Влияние химического состава чугуна на его гидроплотность изучали на цилиндрических образцах с толщиной 5 мм, в которые подавалась поддав знием вода. По манометру фиксировалось давление, при котором на внешней стороне образца появлялась вода после выдержки образца под давлением в течение 5 мин.Как видно иэ таблицы, увеличение в чугуне прототипе углеродного эквивалента с 3,47 до 4,4 ведет к резкому снижению прочностных свойств и гидроплотности, что выражается в уменьшении давления до появления гидротечи (образцы 1 и 2), Доп элнительное введение в состав чугуна фосфора, меди и стррнция на верхнем и нижнем пределах (образцы 3,4) позволяет повысить гидроплотность чугуна и снизить эависимость его прочности от углеродного эквивалента. Изучение микроструктуры этих чугунов показывает, цто металлическая основа из них полностью перлитная с мелкими включениями фосфидной эвтектики. ГрафиО,О.О Составитель Л,Карасеваова Техред М,Моргентал Корректор С. Патрушева Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открыл иям при ГКНТ ССС 113035, МоскваЖ, Раушская наб., 4/5 но-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарин товая составляющая представлена в виде мелких пластин, При снижении содержания фосфора, меди и стронция ниже предлагаемого нижнего предела (образец 6) или выше верхнего предела (образец 7) наблюдается (снижение давления до появления) гидро- течь и резко падают прочностные свойства чугуна.Из данных таблицы следует, что состав и едлагаемого чугуна обеспечивает повыение гидроплотности и прочности чугуна и й повышенном углеродном эквиваленте, ч о обеспечивает повышение рабочих хар ктеристик тонкостенных отливок,Использование изобретения позвал т повысить качество тонкостенных отл вок; снизить металлоемкость изделий; и высить эффективность влияния легир ющих элементов: снизить количество литейного брака, повысить износостойксть отливок. Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, никель, ванадий, азот, алюминий, железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 5 что, с целью повышения гидроплотности истабилизации прочностных свойств чугуна, он дополнительно содержит фосфор, стронций и медь при следующем соотношении компонентов, мас,%:10 углерод - 2,9 - 3,5;кремний - 1,7-.27;марганец - 0,3-0,8;хром - 0,1-0,5;никель - 0,05 - 0,3;15 азот - 0,005-0,03:ванадий - 0,05 - 0,3; алюминий - 0,001 - 0,1; фосфор - 0,1 - 0,2;стронций - 0,001 - 0,01;20 медь- 0,1-0,9;железо - остальное.