Чугун

оа си 37/00 уаАРственный комитет сссРделАм иэОБРетений и ОТКРытий(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И. Брежнева(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 214556, кл., С 22 С 37/00, 1968,2. Зеликман А.Н. Металлургия редкоземельных металлов, тория иурана. М., 1961, с. 40-42.3. Авторское свидетельство СССРВ 377394, кл. С 22 С 37/00, 1971.4. Авторское свидетельство СССРй 523956, кл. С 22 С 37/00,1974. УГУН, содарганец, о т л и ржащий угл ерий, иттр а ю щ и й вьппения из род елью и кости очности, онт гадолиний при олнительн следующем соотношенмас.7:УглеродКремнийМарганецЦерий и компоненто 2,8-3,4 0 8-1 8 0,5-0,8 ,04-0,06 ,02-0,05 ,04-0,20 стальное триидолиний Желе ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУИзобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию термоиэносостойких и высокопрочных белых чугунов.Известен чугун 11 следующего химического состава, мас.7:Углерод 2,80-3,30 Кремний 0,35-0,70 Марганец 0,50-0,80 Редкоземельные металлыМагнийЖелезо 0,08-0, 120,05-0,015Остальное 0 2,80-3,30 0,50-1,20 0,50-0,80 0,04-0,08 0,02-0,07 Остальное Чугун в качестве примесей содержит фосфор до 0,26 мас.Е и серудо 0,02 мас.Ж.Недостатком этого чугуна является низкая износостойкость, обусловленная тем, что эвтектика представляет собой ладебурит, а также наличием большого количества магниевыхнеметаллических включений.Известно, что для улучшениялитейных качеств, сопротивления скислению и прочности чугунов применяютприсадки металла 2.Известно, что для получения перлитной структуры с мелкопластинчатым графитом без структурно свобод- ЗОного цементита и отбела применяютгадолиний 31.В указанных работах И н 3 гадолиний применяется для полученияперлитной матрицы, измельчения графитных включений, устранения структурно свободного цементита, улучшения свойств серых чугунов. Однакорабочий слой прокатных валков изготавливают из белых безграфитных чугунов. Повышение износо- и термостойкости таких чугунов достигаетсявысоким легированием хромом, никелем,молибденом, ванадием, вольфрамом идругими элементами. 45Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является чугун Яследующего химического состава,мас.7: 50УглеродКремнийМарганецЦерийИттрий 55Железо Недостатком известного чугуна является низкая изиосо- и термостойкость и прочность.Цель изобретения - повышение износо- и термостойкости и прочности чугуна.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, иттрий и железо, дополнительно содержит гадолиний при следукнцем соотношении компонентов, мас.7.;Углерод 2,8-3,4 Кремний 0,8-1, Я Марганец 0,5-0,8 Церий 0,04-0,06 Иттрий 0,02-0,05 Гадолиний 0,04-0,20 Железо Остальное П р и м е р Чугун базового состава выплавляют в индукционной печи ЛПЗМ с кислой футеровкой и разливают в кварцевые трубы диаметром 25 мм. Дальнейшие переплав и модифицирование проводят в кварцевых пробирках в силитовой печи. Модифицирующие элементы (церийр иттрий и гадолиний) вводят в кварцевые пробирки методом принудительного погружения в виде гадолиния металлического, церий-иттриевой и гадолиновой лигатур следующих составов, мас.Х:1. Гадолиний 98 р 0 2. Церий 26,0Иттрий 18,0 Кальций 0,4 Кремний 36,0 Железо Остальное3. Гадолиний 32,0Алюминий 1,5 Кремний 36,0 Железо Остальное Модифицирование чугуна осуществляют при 1500 т.5 С и при достижении 1330-1340 С заливают в кокильнуюОформу. Образцы имеют диаметр 25 мм и высоту 150 мм. Из этих отливок вырезают образцы для химического анализа, металлографических исследований, определения предела прочности при изгибе и износостойкости.Испытания предела прочности при изгибе проводят по стандартной методике.Химический состав и результаты испытаний приведены в таблице.1113422 Составитель Г. ДудикРедактор М. Веселова Техред М.Тепер Корректор А. Обручар Заказ 653/2 Тираж 602ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ганца менее 0,53 снижаются физикомеханические и специальные свойства,Церий и иттрий в указанных.пределах способствует повышению дисперсности матрицы, уменьшению условного 5размера карбидов, что влечет за собойповышение износостойкости. При увеличении содержания церия и иттриявыше верхних пределов происходитвыделение большого количества неметаллических включений, снижающих специальные свойства чугунов. При содержаниях жениже нижних пределовцерий и иттрий,расходуются толькона рафинированиерасплава,15Гадолиний является одним из самых сильных элементов-модификаторов. Модифицирование гадолинием вуказанных пределах приводит к полно,му подавлению кристаллизации ладебуриОга, повышению дисперсности продуктовраспада аустенита, увеличению микротвердости матрицы и карбидной фазы,Увеличение содержания гадолиниявыше верхнего предела приводит к образованию большого количества неметаллических включений, снижающихфизико-механические и специальныесвойства. При содержаниях ниже нижнего предела кристаллизация ладебурита полностью не подавляется иизносостойкость такого чугуна уменьшается.1 В результате лабораторных исследований установлено, что износостойкость чугуна по изобретению в сравнении с известным повысилась на 24-59, термостойкость - на 28-54, предел прочности при изгибе - на 8-327.Использование для отливки прокатных валиков из чугуна по изобретению повышает их стойкость на 20-30%, при этом экономическая эффективность составит 329868 руб.