Ковкий чугун

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскияСоцналнстнческнкРеспублик р 1)992608(22 Заявлено 160181 (21) 3235595/22-02 с присоединением заявки Йо . -(23) Приоритет -Госуларственный комитет СССР по делам нзобретеннй н открытнйОпубликовано 30.0183. Бюллетень йо 4 Дата опубликования описания 3001.83 3) УДК 669. 13- -018.2(088.8)(72) Авторыизобретения С.С. Арнаутова, И.П. Фоминых и Л.С. Арбатс яТульский ордена Трудового Красного Знамени -политехническийинститут(54) КОВКИй ЧУГУН Изобретение относится к металлур= гни, в частности к чугунам, и может найти применение при изготовлении . литых деталей автомобильных и сельскохозяйственных машин, которые во . время работы подвергаются значительным напряжениям в .Условиях многократно повторяющихся ударных нагрузок.Известны ковкие чугуны марок КЧ 30-3; КЧ 33-8 р КЧ 35-10 т КЧ 37-12, имеющие сравнительно. высокую пластичность ( д= 6-12) при низкой прочности ( о = 294-363 мН/м ) и служащие для изготовления целого ряда различных деталей.Известен чугун 1 1 следующего химического. состава, вес.%:Углерод 2,5-2,9Кремний 0,8-1,2Марганец 0,3-0,6Алюминий 0,02-0,025 Железо Остальное В качестве примесей чугун содер . жит, вес.В:Сера До 0,18фосфор До 0,18Хром До 0,08Данный чугун имеет феррнтную структуру. При энергии удара (А)равной 0,784 Дж (А ) ударно-усталостная прочность составляет 7080 ударов, а при 1,66 Дж (А 2) - 200 ударов.Наиболее близок к предлагаемому 5 нотехнической сущности и достигаемоиу результату ковкий чугун 23 следующего химического состава, вес.%:Углерод 2,5-2,9Кремний 0,8-1,21 О Марганец 0,3-0,бАлюминий 0,02-0,025 Ванадий 0,032 д.0,574 железо Остальное Отжиг для получения перлитногоили перлитно-ферритного ковкого чугуна производится по 12-часовому режимуНедостатком известного чугуна является низкая стойкость к повторному удару.Относительно низкая прочность приводит к быстрой поломке деталей из этоГо. чугуна, работающих в условиях многократно повторяющихся ударных нагрузок.Цель изобретения - повышение стойкости чугуна к .повторному удару.Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, ванадий и992608 Спла 1 2,5 0,8 0,3 0,002 0,043 0,126 0,07 . 0,09Осталь 263 116 053 0002 018 0130 007 009 ное 3 2,85 1,18 0,51 0,003 0,66 4 2,9 1,2 0,6 0,005 0,96 0,13 0,07 0,08 0,18 0,08 0,18 2,85 1,18 0,51 0,02- 0,57 Ц0,025 Сплавы получают иэ белого чугуна, жидкого чугуна 1400-1430 фС. Отжиг выплавляемого дуплекс-процессом водо производят по 36-часовому режиму. охлаждаемая вагранка (10 т) - дуго- . В табл. 2 представлены механиче 40вая кислая электропечь (10 т), леги- ские свойства предлагаемого и известрование ванадием в 80 кг разливочных його чугунов состава, вес.Ъ С 2,85, ковшах. Чугун разливаюТ в сырые фор 1,18,Мп 0,51,Ге Остальное, отличаюмы из формовочной смеси. Температура. : шихся содержанием ванадия и алюминия.Таблица 2 Среднеечество удо разрушпри А О,лиров ния Сост 45500 44200 43850 20 20 19 475 470 460 1 Ч 2 93 5 2 3 5 214,6 87 4 0 железо содержит компоненты в следующем соотношении, вес.В:Углерод 2,5"2,9 Кремний 0,8-1,2 Марганец О, 3-0,6 Алюминий 0,002"0,005 Ванадий .0,043-0,66 Железо Остальное В качестве примесей чугун содержит, вес.ЪгСера До 0,18 фосфор До 0,18 Хром До 0,08 Исходная структура белого чугуна состоит из перлита и цементита вто-, ричного. К началу первой стадии гра фитизации чугун аустенизируется (перлит превращается в аустенит). Во время первой стадии графитизациицементит вторичный(карбид железа ГезС)переходит в углерод отжига, а аустенит в интервале эвтектоидного превращения 750-720 С (вторая стадия гра фитиэации) в присутствии ванадия,являющегося карбидообразующим элементом, перлитиэируется. Влияние ванадия как элементатормозящего вторуюстадию, усиливается при уменьшении 30 содержания алюминия, являющегосяграфитизатором. Таким образом, конечная структура ковкого чугуна состоитиэ углерода отжига и перлита. 5 Для получения сплава готовят пять смесей ингредиентов, представленные в табл. 1..Таблица 1,Продолжение табл. 2 1 Среднее количество ударов до разрушения при А 0,78 Дж Соста 229 0 80 0,66 0,022 0,025 229 0 227 регавияхныхтакж Формул изобретениян, содержащий углерод,нец, алюминий, ванадийли чающий сялью повышения стойкостидару, он содержит комдующем соотношении,Ковкий чугкремний, марги железо, о ттем, что, с цек повторномупоненты в слевес.ВгУглеродКремнийМарганец 2,5-2,9 0,8-1,2 0,3-0,6 0,002-0 у 00 Оф 043-ОФ 66Остально Алюмини анадий елезо Составитель Г. ДУдик КорректорЮ Макареинская Техпед М. Надь Редактор Л. ПчеЗаказ 377/33ВНИИПИ Тираж 625Государственного келам изобретений иМосква, Ж, Рауш Подписи митета ткрыт кая н д, 4/ ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектна Фи Из данных табл, 2 видно, что предлагаеьый чугун (составы 4 - 6 )имеет более чем в 2 раза выше стойкость к повторному удару. С повышением количества ванадия составы 7 - 9 ) по . сравнению с известным чугуномсоставы 1 - 3) снижается стойкость к повторному удару. Таким образом, стойкость к повторному удару зависит от введения в чугун ванадия и алюминия.При содержании алюминия 0,002- 0,005 вес.В оптимальная добавка ванадия находится в пределах 0,043- 0,66 вес.Ъ и при дальнейшем увеличении ее приводит к уменьшению стой-" . кости.Более высокая стойкость к повторному удару достигается тем, что в результате отжига белого чугуна по 36-часовому режиму образуется перлитный ковкий чугун. Изделия из предлагаемого сплава более долговечны при эксплуатации и обрабатываются при резании и шлифовании по существующим технологическим нормам.Технология выплавки предлагаемого чугуна не меняетСя.Использование предлагаемого чугу-. на позволит повысить срок службы агв и узлов, работающих в усломногократно повторяющихся ударгруэок более чем в 4 раза, а уменьшить расход металла вИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, ГОСТ 1215-792. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 2955448/22-02,кл. С 22 С 37/00, 1980