Чугун с шаровидным графитом

ОП ИСАНИЕИЗОБВЕТЕН ИЯК .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцианнстнческнаРеспублик ц 945219, (51) М. Кл. С 22 С 37/10 3 Ъвударстюай каннтет СССР ао делан нзобретеннй н аткрытнй(53) УДК 669.13- - 018.2 (088 8) Дата опубликования описания 23.07.82н(7) Заявитель Производственное объединение "Гомсельмаш" им. 60-летияВеликого Октября(54) ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ 15 Изобретение относится к металлургии, в частности к получению легированного чугуна с шаровидным графитом, используемого для изготовления конструкций, работающих в условиях тепловых ударов,Известен чутун (11 с шаровидным графи. том следующего состава, вес.%:Углерод 3 - 4Кремний 1,5 - 2,5Марганец 0,3-1,2Хром 2 - 3Алюминий 0,8-1,8Титан 0,05 - 0,25Кальций 0,05 - 0,1Редкоземельныеметаллы 0,05 - 0,1Азот 0,05 - 0,2Медь 0,5-2,0Бор 0,005 - 0,01Железо ОстальноеИзвестный чугун обладает пониженными , значениями термической стойкости и окалиностойкости в воздушной среде при нагреве до800 С. Известен чугун (21, содержащий, вес,%: Углерод 2,8 - 3,8Кремний 0,2-0,8Марганец 0,1-0,6Хром 0,01 - 0,6Алюминий 0,1-0,9Редкоземельныеметаллы 0,005 - 0,1Стронций 0,001 - 0,1Литий 0,001 - 0,1Железо ОстальноеНедостатком данного чугуна является низкая термо. и окалиностойкость,Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун, содержащий, вес.%:Углерод 2,72 - 3,50 Кремний 1,08 - 2,45Никель 8,17 - 10,90 Марганец 6,1 - 8,65 Медь 2,31 - 3,92Алюминий . 1,81 - 3,79Литий 0,04 - 0,09Кальций 0,01 - 0,10,5 П р е звестного состав0,05 вес.% фосщие мехааемыи чугун имее следую ские своиства рем Гс/м ое со ален 54,2 - 57% 16,7-17 отливают техн Отн ительн ивен проведенияие пробы спытани образцы гиче для механиче Магний 0,002 - 0,085РЗМ 0,01 - 0,10Железо ОстальноеЭтот чугун в питом состоянии имеетферритную металлическую основу и следующие механические свойства: временное сопротивле.ние 45,6 - 47,0 кгс/мма, относительное удпине.ние 14,8-173% и твердость 149 - 159 НВ 31,Недостатком чугуна с шаровидными графи.тами является низкая термическая стойкость, 1 п Отмечается также недостаточная окалиностойкость в воздушной среде при нагреве до 650 - 800 С.Цель изобретения - повышение термической стойкости н окалиностойкости чугуна. 15Цель достигается тем, что чугунсодержа.щий углерод, кремний, никель, марганец, медь, , алюминий, литий, кальций, магний, редкоземель. ные металлы и железо, дополнительно содержит титан, бор и азот при следующем соотношении щ компонентов, вес.%:углеро,д 2,5 - 3,3 Кремний 1,1-2,5 Никель 8,1 - 10,9 Марганец 6,3 - 8,1 25Медь 2,5-4,1 Алюминий 1,3-2,9Литий 0,03 - 0,07 Кальций 0,01 - 0,05 Магний 0,03 - 0,05 Редкоземельныеметаллы 0,02-0,05 Титан 0,8-1,5 Бор 0,01 - 0,05 Азот 0,01-0,05 Железо Остальное Титан и бор образуют с углеродом стойкие карбиды и ингриды, которые равномерно распределяются по телу зерна, что способствует стабилизации структуры при эксплуатации в условиях повышения температур. Дальнейшее увеличение содержания титана, азота и бора приводит к интенсивному увеличению графити, зации и снижению качества чугуна в отливках. При меньших содержаниях титана, бора и азота не наблюдается увеличения эксплуатационных свойств чугуна при повышенных температурах. П р и м е р. В индукционной электрической печи с тиглем емкостью 250 кг проводят плавки известного и предлагаемого чугуновс использованием в качестве шихты литейныхи передепьных чугунов, полуфабрикатного никеля, меди, алюминия, сурьмы и комплексныхферросплавов, Температура перегрева металла1485 - 1500 С, а температура заливки его в,сухие жидкостекольные литейные формы 13801400 С,Химический состав известного и предлагаемого чугунов приведен в табл. 1,0,03 0,3 0,01 0)02 0,06 0,8 0,03 0,03 0,07 1,5 0,05 0;05 дополнительно содержит 0,01 вес.%ора. испытаний и технологических исследований.Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева чутуна до 800 С и охлаждения в воде до появления трещины. Крите.рием оценки окалиностойкости служит привесобразцов диаметром 15+0,1 мм и длиной 15+0,1 мм за 100 ч испытания при 650 и 800 С,.945219 4Полученные данные по окалиностойкостнчугуна в атмосфере воздуха при 650 и 89 ЮС,. термической стойкости приведены в табл, 2,Таблица 2 Качественныехарактеристики известный2 ) 13 предлагаемый Термическая стой.кость (нагрев 801 юСохлаждение в воде),циклов 281 276 242 176 68 Термическая стойкость(привес при 1000 С),г/мф. ч 42,1 0,6 2,3 4,8 Окалиностойкость (привес при 120%С за 100 ч),г/мзч 93 1,4 2,1 5,6 12,3 Испытания показывают, что динамическая Углеродпрочность предлагаемого чугуна в 2 - 3 раза Кремнийвыше, чем у известных, а эксплуатационная Никельстойкость его при эксплуатации в условиях 3 Марганецтепловых ударов по сравнению с известными в- Медь2 - 4 раза, АлюминийБолее высокий уровень комплекса эксплу. Литийатацни свойств предлагаемого чутуна позволяет Кальцийповысить надежность литых изделий, работаю в Магнийщих в условиях тепловых ударов. Экономичес- Редкоземельныекий эффект от использования чугуна составит металлыболее 120 тыс. руб. ТитанБорАзотЖелезо 0,02 - 0,050,3 -1,50,01 - 0,05001 - О)05Остальное 4Формула изобретенияИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР У 773120,кл. С 22 С 37/10, 1978.2. Авторское свидетельство СССР й". 619537,кл. С 22 С 37/10, 1978,3, Авторское свидетельство СССР Мф 679637,кл. С 22 С 37/10, 1979. ЧУГУН с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, никель, марганец, медь, алюминий, литий, кальций, магний, редкоземельные 0 йеталлы и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения термо- н окалиностойкости, он дополнительно содержит титан, бор и азот при следующем соотношении компо.кентов, вес.%:ВНИИПИ Заказ 5265/36 Тираж 660 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5отнесенный к 1 м поверхности образца (вг/м) и скорость окалинообраэования ( вг/мф. ч). 2,5-3,3 1,1 - 2,5 8,1 - 10,9 6,3-8,1 2,5 - 4,1 1,3-2,9 0,03 - 0,07 О,О 1-О,О 5 0,03 - 0,05