Высокопрочный чугун

(51)4 С 22 С 37/10 ВУ 4) (57) ВЫ щий углер медь, магии отлича с целью пов ти, он дополний при следгредиентов,о 5 УглеродКремнийМарганеМедьМагнийАлюминийЦирконийЖелезо 2,3-2,9О, 15-0,40,1-0,30,04-0,070,4-0,9,025-0,11Остальное Зф ГОСУДАРСТЕЕННЫй КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСХОМУ СВИДЕТ(71) Белорусский ордена ТрудовогКрасного Знамени политехническийинститут(56) Патент фРГ У 2806309,кл. С 22 С 37/00, 1975.Авторское свидетепьство СССРи" 985122, кл. С 22 С 37/08, 1981Авторское свидетельство СССРУ 1010153, кл. С 22 С 37/10, 198 СОКОПРОЧНЬЙ ЧУГУН, содер од, кремний, марганец, й, алюминий и железо, ю щ и й с я тем, что, ышения .окалиностойкоснительно содержит цирко ующем соотношении инмас. Х:Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокопрочных чугунов, и может бытьиспользовано при производстве ответственных нагруженных деталей автомобилей и тракторов.Цель изобретения - повышениеокалиностойкости.Плавки проводят в 60-килограммовой индукционной печи с кислой Футеровкой, В качестве шихтовых .материалов применяют литейный чугун, собственный возврат, ферросплавы магния,ферросиликоцирконий (307 Ы, 357.2 г), технический алюминий (98% А 1), 15электролитическую медь (99% Са).Окалиностойкость определяют по разнице масс образца до и после выдержоки при 920 С в течение 4 ч, В таблице приведены сос:в ь" свойства 20сплавов,Введение в состав чугуна цирконияспособствует повышению дисперсностиструктуры чугуна. Он вызывает измельчение и одновременно увеличивает количество включений шаровидного графита, что в свою очередьповышает механические свойства чугуна, особенно ударную вязкость. Нижний предел по содержанию циркония ЗО(0,025%) ограничен тем, что приналичии в составе менее 0,0257 еговлияние на измельчение металлической основы чугуна и включений граФита слабо проявляется. Увеличениециркония свыше 0,11% приводит к появлению первичных карбидов, что отрицательно сказывается на ударнойвязкости материала,Магний обеспечивает получение а)шаровидного графита и высоких механических свойств. При содержании магния менее 0,047. в структуре наблюдаются включения пластинчатого и вер-,микулярного графита. Ввод магния 45более 0,01% нерационален, так какухудшается форма графита (эффектперемодифицирования) увеличиваетсярасход модификатора и количествовредных газовыделений при модифициро вании. Для получения высокой пластичности сплава содержание марганца в нем ограничено в пределах О, 15- 0,47. Увеличение концентрации крем" ния (2,3-2,9%) способствует кристаллизации сплава по стабильной диаграмме состояния, без структурно-свободных карбидов, Нижний предел по кремнию 2,37 установлен, исходя из требований исключения отбела в отливках. При содержании кремния более 2,9% наблюдается резкое снижение пластических свойств ВЧШГ за счет легирования Феррита кремнием. Алюминий снижает склонность сплава к кристаллизации по метастабильной диаграмме. Концентрация алюминия менее 0,47 не обеспечивает получения высоких и стабильных прочностных характеристик. Верхний предел по алюминию до 0,97. ограничен исходя из того, что при содержании алюминия бо"лее 0,97 заметно ухудшаются технологические свойства - уменьшается жидкотекучесть, возрастает склонность расплава к пленообразованию, в результате чего использовать такой чугун при изготовлении тонкостенных отливок не представляется возможным.Для получения благоприятного сочетания прочности и ударной вязкости сплава содержание меди выбрано в пределах от О, 1-0,37. Медь упрочняет матрицу, при этом содержание ее до 0,37 полностью не перлитизирует матрицу, что позволяет получать высокую ударную вязкость. Концентрация примесей, серы до 0,06% и Фосфора до 0,17., установлена исходя из необ,ходимости обеспечения шаровидной Формы графита и получения более высокихи равномерных свойств в сложных разностенных отливках, Цирконий энергично соединяется в жидком чугуне с серой и связывает ее в тугоплавкие соединения, что приводит к снижению ударной вязкости.Структура предлагаемого чугуна имеет феррито-перлитную металличес" кую матрицу и шаровидные включения графита правильной Формы,00Х мсч м л л л л о о о о ло М сф т л л л л л л О О ОО О охх хс воРчр ххха)Удх охх х х эх х х х х х ц д х охо хо Б Щ д (б х сч Е О 3 о ц (О Цх юа Ай И лфЕооооФыЭЯ,сч л сч о с 1л л л л л л м м сч л м лг ол л л л Ф л л О О О О О Ол м о сс м О л л л л л л с сч сч сч сч счЗаказ 6507/30 Тираж 582 Подписное ВНЙИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно нз таблицы, предлагаемый сплав обеспечивает высокую окалиностойкость в отливках при содержании серы в исходном расплаве на .уровне 0,02-0,067. Ожидаемый экономический эффект от применения предлагаемого состава чугуна для отливок, работающих в тяжелонагру-женных условиях, составит 87 тыс.руб.в год на одном заводе.