Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (11) 461 О С 22 С 37 ССУД ПО ДЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕП.НИ 2 АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР М ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 НРЫТИЙ ТОРСМОЮУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) 1. Патент США Кф 3997338,кл . 75-124, 1976.2. Авторское свидетельство СССРР 639959, кл. С 22 С 37/10, 1978.(54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод,кремний, маргенец, алюминий, сурьму,церий и железо, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью повьпцения термической стойкости и предела коррозионной усталости, он дополнительно содержит молибден, азот и бор при следующем соотношении компонентов, мас. 7;Углерод 3,50-3,75 Кремний 1,75-2,30 Марганец О, 40-1, 12 Алюминий 0,05-0,30 Сурьма 0,03-0, 1 О Церий 0,005-0,01 Молибден 0,20-0,95 Азот 0,03-0,08 Б 0,003-0,007 Ж о Остальное"1 11094Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию синтетических чугунов с повышенной иэносостойкостью для литья в металлические Формы.Известен серый чугун слецующегохимического состава, мас. 7:Углерод 2-4Кремний До 1,0Марганец До 0,7Алюминий 1,0-3Фосфор До 0,1Сера До 0,5Железо ОстальноеЧугун модифицируют 0,3-2,0% сплава-модификатора, содержащего в качестве активного модифицирующего компонента редкоземельные металлы1).Недостатком этого чугуна являетсянизкая износостойкость,Наиболес близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является чугун2) следующегосостава, мас.7:Углерод 3,50-3,75Кремний 1,9-2,3Марганец 0,4-0,9Алюминий 0,5-0,30Сурьма 0,003-0, 10Церий 0,005-0,010Железо ОстальноеОднако известный чугун имеет низкие термостойкость и предел коррозионной усталости.Целью изобретения является повышение термической стойкости и предела коррозионной устал ости .Указанная цель достигается тем,что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, сурьму, церий и железо, дополнительно содержит омолибден, азот и бор при следующемсоотношении компонентов, мас. 7."Углерод 3,50-3,75Кремний 1,75-2,30Марганец 0 40-1, 124Алюминий 0,05-0,30Сурьма 0,03-0,10Церий 0,005-0,01Молибден 0,20-0,95Азот 0,03-0,08 5 ОБор 09003-0,007Железо ОстальноеСовместное легирование чугунамолибденом, азотом и бором упрочняетметаллическую основу, измельчает 55структуру, повышает микротвердостьперлита и карбонитридных включений,В результате повышаются предел кор 61 2роэионной усталости и термическаястойкость чугуна в отливках,Молибден при концентрации 0,200,95 мас. 7 упрочняет металлическуюоснову, измельчает ее и повышаетпредел коррозионной усталости и термическую стойкость, При концентрациимолибдена до 0,20 мас. % влияниена структуру и свойства сказываетсянезначительно, при концентрации более0,95 мас, 7 начинает снижаться динамическая прочность.Азот в количестве 0,03-0,06 мас, %введен как эффективный микролегирующий элемент, связывающий церий,бор и другие химически активные элементы и термически стойкие соединения: нитриць и карбонитрилы. Приконцентрации азота менее 0,03 мас. 7.его влияние проявляется незначительно, а при концентрации более008 мас. % снижается динамическаяпрочность чугуна.Бор при концентрации 0,0030,007 мас. % повышает износостойкость и предел корроэионной усталости, Нижний предел может быть рекомендован для тонкостенных отливоки принят от концентрации (0,003 мас. 7), когда начинает сказываться его заметное влияние на износостойкость чугуна, а максимальная концентрация (0,007 мас. %) может быть использована для отливок с толщиной стенок более 60 мм.Чугун выплавляется в открытых индукционных печах промышленной частоты с использованием в качестве шихтовых материалов стальной стружки, высечки, чугунной стружки, электродной струж - ки и ферросплавов. Процессы рафинирования, легирования и модифицирования производятся в ковшах, Температура расплава перед выпуском из печи 1480- 1510 С, а температура модифицирования и микролегирования расплава в ковшах 1420-1450 С. Разливка металла производится в металлические Формы. Температура разливки 1340-1370 С, После выбивки из металлических форм отливки подвергаются нормализации по режиму нагрев до 930-950 С, выдержка и охлаждение на спокойном воздухе. Скорость охлаждения может колебаться от 30 до 40 С/мин.Химический состав исследованныхсинтетических чугунов приведен в табл.1; механические свойства и термическая стойкость - в табл, 21109461 тического чугуна, Более высокие прочностньте свойства и динамическая прочность предложенного чугуна позволяют использовать его для детале мсок- оборотистых форсированных цвигателей и других механизмов.Экономический эффект от внедрения изобретения составит 11,4-23,0 руб. на тонну годного литья.Табли а 1 Чу Химический состав, мас. 7 Углерод Кремний Марганец Алюминий Сурьма Предлагаемый1 0,4 2,3 0,05 0,03 3,6 2,1 0,8 0,1 0,07 3,75 1,12 0,30 О, 1 О 3,75 1,75 1,10 0,27 1, 10 0,05 О,ОЗ 1,8 0,30 1, 10 О, 10 3,75 1,75 1,12 0,30 0,10 Извест 0,07 0,6 0,1 3,6 Продолжение табл. 1 с.7 Чугун Р Железо Предлагаемый Остальное О, 0,03 0,005 0,6 0,06 0,007 0,95 0,1 0,01 1,10 0,1 0,01 0,17 0,02 0,005(термическая стойкость определяется по количеству циклов нагрева до1000 С и охлаждения до появления трещины) .Как видно из данных таблицы, вели чины предела коррозионной усталости, износостойкости и термической стой" кости у предложенного чугуна превышают те же величины известного синтеО 0,003 0,005 0,007 0,007 0,003 0,009 0,0071109461 Таблица 2 Износ притрении безсмазки,г/ч Предел коррозиоинойусталостина базе10 циклов,МПа Предел проч"ности при растяжении, МПа Термическаястойкость,циклы Динамическаяпрочность,МДж/м Чугун 270 0,182 1460 0,63 322 0,146 О, 118 О, 124 О, 195 О, 124 0,120 0,58 0,37 1775 313 382 1794 315 0,32 388 4 263 1312 313 0,46 308 376 1851 320 0,52 388 Известный 212 205 685 0,224 0,27 Заказ 6009/20 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5