Высокопрочный чугун

ОП ИСАНИЕИЗЬБРЕТЕН ИЯК АВ 10 РС КОМУ СВИДИЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 0985119(23) Приоритет -1 оеударетесииый комитет СССР ао делам изоЬретеиий к открытий,Гь ЛЛ. Счисленок и С. Н. Леках Белорусский ордена Трудового Красного Зна ени политехнический институт( 54) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ, ЧУГУН 0,1 - 0,6 0,03 - 0,1 0,5- 0,9 Остальное МарганецМагнийАлюминийЖелезо 1 о 1Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокопрочных чугунов, и может быть использовано при производстве ответственных машиностроительных отливок и нагруженных деталей автомобилей и тракторов.Известны высокопрочные чугуны, содержашие углерод, кремний, марганец, алюминий и другие легируюшие элементы (медь, молибден, хром, никель). Укаэанные чугуны имеют сложный химический состав, достаточно высокие механические свойства при низком содержании серы в исходном расплаве. Однако свойства их нестабильны при более высоких концентрациях серы (свыше 0,02%). Кроме того, эти чугуны имеют высокую склонность .к отбелу.Наиболее близким к предлагаемомуго является высокопрочный чугун 11 3, содержащий, вес. %:Углерод 3,0 - 4,5Кремний 0,5 - 1,8 Известный чугун обладает высокой окалиностойкостью и эа счет содержании в нем магния обеспечивает получение шаровидной формы графита в отливках при содержании серы в исходном сплаве не более 0,02%, При болыпих концентрациях серы для сфероидизации графита увеличивают содержание магния до 0,1%. Однако и при этом полностью не достигается шаровидная форма графита, и чугун имеет недостаточную прочность, и особенно пластичность. Наблюдается также нестабильность свойств в отливках вследствие появления в них плен, Пониженная концентрация кремния не обеспечивает получение отливок сечением по 10 мм беэ структурно-свободного цементита, что ухудшает обрабатываемость отливок.9 4Алюминий при концентрациях 0,5- 1,0 способствует повышению прочности чугуна, Углерод (3,2 - 3,6%) и марганец (0,2 0,4%) обеспечивают хорошие литейные и механические свойства. Магний в пределах 0,03 - 0,07% приводит к кристаллизации графита в шаровидной форме.Структура предлагаемого чугуна имеет феррито-перлитную металлическую матрицу и шаровидные включения графита.В качестве шихты используют возвратлитейного производства, ферросплавы марганца, магния, алюминия и церия.Содержание примесей серы составляет 0,05%, хрома 0,09%, После перегрева до 1420 С чугун модифицируют в ковше магнием, церием и алюминием с помощью соответствующих ферросплавов. Для исследования свойств сплавов заливают, отливки с толщиной стенки 30 мм и пробы на отбел со сквозной щелью, установленные на стальную плйту.В таблице приведены составы извест ного и предлагаемого чугунов и их свойства. Как видно из таблицы, предлагаемый сплав обеспечивает более высокие механические свойства в отливках при содер жании серы в исходном расплаве на уровне 0,02 - 0,06%. При этом он имеет меньшую склонность к отбелу в тонких сечениях отливок. Приготовление предлагаемого сплава может включать в себя плавку в кислой энергопечи, либо дуплекс-процесс вагранка - электропечь с последующим модифиИзвестныйПредла- аемый 75 1,15 0,35 0;065 0,7 - 5 2 61 20,2 003 05 О, ,3 0,75 0,75 0 32 19 0 34 205 0 3,6 2,2 0 7 2 0 190 3 8 180 4 05 07 ельскохозяйс легированием церием ало 55сцировани инием.экономический примере изгот шпорового кат 200 тыс, руб. нь 3 9851111 ель изобретения - повышение механических свойств чугуна и снижение склонности его к отбелу.Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, алюминий и железо, дополнительно содержит церий при следующем соотношении ингредиентов, вес. %;Углерод 3,2 - 3,6Кремний 1,9 - 22 10Марганец 0,2 - 0,4Магний 003 - О 07Алюминий 0,5 - 1,0.Церий 0,01 - 0,05Железо, ОстальноеПримеси:Сера До 0,06Хром До 0,1Введение в состав чугуна церия в количестве 0,01 - 0,05% способатвует. полу 20 чению правильной шаровидной формы графита в отливках. при значительных колебаниях вредной примеси серы в исходном расплаве до 0,06%. Нижний предел содержания церия (0,01%) обусловлен необходи мостью получения шаровидной формы графита в отливках, верхний (0,05%) - ухудшением при больших концентрациях церия формы графита (эффект "перемодифицирования"). Увеличение концентрации кремния З 0 (1,9 - 2,2%) способствует кристаллизации сплава по стабильной диаграмме состояния без структурно-свободного цементита. Нижний предел по кремнию (1,9%) обусловлен требованиями уменьшения склонности к 35 отбелу в отливках, верхний (2,2%) - ухудшением пластичности сплава вследствие образования легированного феррита. Предлагаемый чугун может быть льзован для изготовления нагруже талей тракторов и автомобилей, а твенных машин Ожидаемый эффект (рассчитанный на вления дисков кольчато- а) составляет свыше в год,МарганецМагнийАлюминийБерийЖелезо Источники информации,принятые во внимание при экспертизе10 1. Авторское свидетельство СССР % 550454, кл. С 22 С 37/00, 1976. 5 . 985 119 формула нэобретенияВысокопрочный чугун, содержаший углерод, кремний, марганец, магний, алюминий и железо, о т л и ч а ю ш н й с я тем, что, с целью повышения механических свойств и снижения склонности к от- белу, он дополнительно содержит церий при следуюшем соотношении ингредиентов, вес, %;Углерод 3,2 - 3,6Кремний ,1,9- 2,2Составитель В. Муравьев Редактор Л. филь Техред М. Надь Корректор В. Прохненко Заказ 10091/36 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4