Чугун

(21) (22) (46) о тли с целью го шва, на при с нических содержит шенин ко ю и с я тем, прочности св ебестоимости овышени снижен чугухаьноотноов охранении свойств,удовогоческий барии и поненто ьство С 1982.тво ССС 1979. 0,2-2,0О, 1-1,00,005-0,030Остальное(5 7) ЧУГУН, содерй, марганец, сен, алюминий,ащий углерод, ьму, ванадий, кель и железо НикельБарийЖелезо крем моли ГОСУДАРСТВЕННЬЩ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 3635456/22-0217.08.8330.10.84. Бюл. Р 40(71) Белорусский ордена ТрКрасного Знамени политехниинститут(56) 1. Авторское свидетелФ 945363, кл. С 22 С 37/102. Авторское свидетельсВ 696064, кл. С 22 С 37/00 Углерод Кремний Марганец Сурьма Ванадий Малибден Алюминий уровня его мон дополнители следующем смас. Е:3,0-3,41,6-2,20,005-0,4000,08-0, 12О, 15-0,45Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является чугун Ц ,30содержащий, мас.:Углерод 2,5-3,5Кремний 2,5-4,3Марганец 0,7-1,1Сурьма О, 03-0, 15Ванадий О, 03-0,35 35Молибден О, 03-1, 10Хром 0,03-0,70Алюминий 0,03-0,15Никель 0,7-1,7Церий 0,001-0,005Магний О, 03-0,08Азот О, 01-.0, 03Железо ОстальноеОднако указанный чугун при заварке литейных дефектов в.отливках не 45обеспечивает необходимую прочностьсварного шва, при этом эн имеет высокую себестоимость.Целью изобретения является повышение прочности сварного шва, снижение себестоимости чугуна при сохранении уровня механических егосвойств,Указанная цель достигается тем,что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, ванадий, молибден, алюминий, никель и железодополнительно содержит барий при 40 1 11213Изобретение относится к металлур- гии, в частности к разработке состава чугуна для исправления литейных дефектов в отливках методом электрической сварки 5Известен чугун 1, содержащий, мас. %:Углерод 3,0-3,4Кремний 1,6-2,2Марганец О, 005-0, 040 ОСера 0,1-0,2Сурьма О, 05-0, 20Ванадий О, 15-0,45Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет в своем 15 составе элементы, стабилизирующие карбидную фазу и легирующие структурные составляющие материалы, что обуславливает удовлетворительные механические свойства чугуна. Однако 20 при производстве конструктивно сложных отливок из известного чугуна исправление технологических дефектов путем заварки невозможно ввиду склонности сплава к образованию отбела 25 в термической зоне.. Никель 0,1-1,0Барий 0,005-0,030Железо ОстальноеДополнительное введение в состав чугуна бария снижает склонность чугуна к отбелу в клиновой пробе и к образованию ледебурита в сварном шве и завариваемых местах литых дефектов. По своей эффективности воздействия на структуру как графитизирующий элемент барий превосходит влияние на структуру церия и магния. Использование бария вЗамен церия и магния экономически целесообразно. 13 Пределы содержания ингредиентов выбираются исходя из. наиболее благоприятного сочетания структуры и свойств сварного участка. Введение, в состав чугуна никеля, алюминия,1молибдена и бария обеспечивает повышение степени легирования металлической основы чугуна, повьппение качества участка сварки за счет уменьшения включений цементита в структуре. Нижний предел по содержанию кремния 1,6 ., алюминия О, 2 , никеля О, 1 и верхний по содержанию углерода 3,4 , ванадия 0,45 , молибдена 0,4 ., марганца 0,04 обеспечивают получение перлитной структуры в зоне сварки с количеством цементита не более 8-10 и феррита не более 4 . Содержание бария (0,005-0,030%) обеспечивает получение структуры материала без включений эвтектического цементита и выбрано экспериментально. Верхний предел по концентрации кремния 2,2 , алюминия 2,0 . и нижний по содержанию углерода 3,0, ванадия О, 15%, молибдена О, 1 , марганца 0,005% способствуют максимальному упрочнению металлической основы чугуна при минимальной степени легирования и получением перлитной металлической матрицы. Оптимальный состав чугуна, родержит: углерод 32 кремний 1 8 марганец О 1, ванадий 025 молибден 0 25 алюминий 1 1 никель 0,5барий 0 01.1121313 Таблица 1 Уровень содержания ингредиентов Сплав С 81 Мп ЗЬ,Ч Мо 30 34 09 007 025 06 Известный 2 Средний Предлагаемый 3,0 1,6 0,005 0,08 0,15 0,1 О, 25 0,25 0,45 0,4 НижнийСреднийВерхнийНиже нижнего 3218 002 01 3,4 2,2 0,04 0,12 3 0 1 6 О 005 О 080 15 0 1 Выше верхнего 3 4 2 2 0 04 0 12 0,45 0,4 Технология получения чугуна предлагаемого состава состоит из расплавления металлизованных окатышей, ввода в расплав ферросилиция (75% 5 ), феррованадия (45% М ), Фе 11 ромолибдена (45% Мо), электролитического никеля (99% Й ). Перед заливкой в ковш вводят теЪнический алюминий (98,5% А 7), кристаллическую сурьму (99% 6 Ь) и силикобарий (30% 51, 7% 1 О Ва) .Величина добавок рассчитывается исходя из среднего. уровня усвоения кремния, алюминия, сурьмы, никеля на уровне 85-95%, ванадия и молибде на на уровне 70-85%.П р и м е .р. Для изучения свойств и структуры чугуна предложенного состава и сравнительных испытаний были выйлавлены сплавы, химические 2 О составы которых представлены втабл. 1. Чугуны плавили в индукционной печи. Для испытаний образцы заливали в сухие песчаные Формы, из нихвырезали пластины, которые затемсваривали. Качество сварки оценивалипо критической нагрузке разрушениясоединения. Результаты испытанийпоказаны в табл. 2, иэ которой следует, что дополнительный ввод барияв состав чугуна способствует повышению прочности сварного шва в 1,421,64 раза. Одновременно установленоснижение себестоимости чугуна предложенного состава за счет исключения из состава чугуна хрома, церия, магния и т.д.Экономический эффект от использо- вания изобретения составляет 51 тыс. руб,Химический состав, мас. %233 Продолжение табл, 1 Сплав Химический состав, мас. % Се Ва Сг А 1 Известный 2 0,003 0,05 0,02 1,2 0,35 0,1 Предлагаемый 0,005 0,1 0,2 0,5 0,1 0,03 1,0 2,0 0,1 0,2 1,0 2,0 Таблица 2 Себестоимость, руб. Свойства СвариваеСплав НВ Временное сопмость,го/ ротивление, ИПа Известный 2 Средний 14 285 1100 19000 1.50, 81 Предлагаемый Нижний 20 270 1100 18700 25,7 19500 22 275 1200 23 280 1300 20050 Ниже нижнего 13 265 . 1100 Вьвое верхнего 16 285 1280 18500 29,7 244, 5 19750 3 ЦЯИПИ Заказ 7895/20 Тираж 602 ПодйиОюе фиаваа ЯПП фйвтеатфф, г. Ужгород, улЛроектная,4 Уровень содержания ингре- диентов Средний Верхний Иодуль нормальной упругости,кгс/мм О, 004 0,035 91,3243,9