Способ получения отливок из высококачественного чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 594 С 21 С 1/О СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 2-02 юл, кий 088 тливки из ко строение, 19 Маши ьство ССС 1/00, 197 иде 21(54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ЧУГУНА, включающий выплавку, легирование жидкого металла бором, модифицирование, заливку и графйтизирующий отжиг, о т л ич,а ю щ и й с я тем, что, с цельюснижения температуры и продолжительности графитизирующего отжига, в качестве исходного чугуна выплавляютсерый чугун, модифицирование осуществляют церием в количестве 0,10-0,153от массы металла, а бор вводят в ко- .личестве 0,06-0,083 от массы металла,12Изобретение относится к литейному производству, конкретно для чугунолитейных цехов, выплавляющих обшчный серый структурно"эвтектический чугун с пластинчатым графитом, для значительного повышения прочностных свойств отливок.Целью изобретения является снижение температуры и продолжительности графитизирующего отжига.Использование структурно-эвтектического серого чугуна с ппастинчатым графитом в качестве исходного материала для получения высококачественного чугуна, благодаря;высокому содержанию в нем углерода и кремния:, обеспечивает протекание графитизации при низких температурах и за короткое время.Введение бора в количестве 0,06- 0,08 мас.% направлено на подавление кристаллизации пластинчатого графита и превращение серого эвтектического чугуна с пластинчатым графитом в белый, но способный графитизироваться при отжиге. Содержание 0,06-0,08% бора является критическим, при котором еще возможен отжиг чугуна в разумных временных пределах, но недостаточно для гарантированного подавления кристаллизации пластинчатого графита, например, при повышенном содержании кремния в чугуне, Последующее модифицирование 0,10-0,15% церия обеспечивает стабилизацию карбидов, усиливает отбеливающее влияние бора в литье и повышает компактность углерода отжига, Совместное использование бора и церия обеспечивает стабильное получение чугуна с полностью подавленным выделением пластинчатого гра. - Фита, но не лишенного способности отжигаться, а напротив, с облегченной способность к отжигу. Последовательная трансформация серого структурно-эвтектического чугуна (с помощью легирования 0,06-.0,08% В и модифицирования 0,10 - 0,15% Се) в белый с полностью подавленным выделением пластинчатого графита позволяет путем графитизирующего отжига получать отливки с компактным графитом и высокой прочностью. При этом исходный серый чугун, идущий о .передел свободен от ограничений состава, свойственных высоко- прочному чугуну с шаровидным графитом и ковкому чугуну.20 35 40 45 5 О 7 мин после усвоения редкоземельного модификатора.Отливки получают структуру белого чугуна и нуждаются в графитизирующем отжиге для придания им заданных прочностных свойствГрафитизирующий отжиг отливок производят при 820-850 С в течение 1215 ч. Для получения перлитной структуры после графитизирующего отжига охлаждение отливок производят на воздухе, Для получения Ферритной струк- туры после графитизирующего отжига охлаждение отливок сначала производят в течение 2-3 ч в интервалетемператур 740-710 С, а затем охлаждают на воздухе,П р и м е рДля получения отливок по предлагаемому способу в качестве исходногс чугуна используют ваграночный чугун, имеющий состав, мас,%: 327 С; 2,05 81.; 0,71 Мп; 0,12 Сх", 0,14 Я, Указанный чугун имеет прочность Б =219 МПа и отбел по клино"ьвой пробе б =0,35 мм, Исходный чугун расплавляют в индукционной печи ИСТ. Расплав легируют в печи бором, модифицируют в ковше церием и разливают фракционно, варьируя со" держание бора и церия. Полученным металлом заливают образцы, которые контролируют на "отсер" и подвергают графитизирующему отжигу по режиму: нагрев до температуры 820"850"С в течение 2,5 ч, изотермическая выдержка при этой температуре в течение13 ч, охлаждение на воздухе, Образцы отжигают в чугунной стружке дпя уменьшения окисления и обезуглероживанияХарактеристика микроструктуры имеханических свойств отлитых образцов при различных вариантах предлагаемого способа приведена в таблице. Э 5912 2Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.Структурно-эвтектический серыйчугун с пластинчатым графитом электропечной или ваграночной плавки легируют в плавильном агрегате бором в количестве 0,06-0,08% от металло- заварки, Расчет добавки бора ведут только на свежие материалы, так как угар его из возврата незначителен.Перед выпуском металла из печи в заливочный ковш добавляют редкоземельный модификатор СЦЕМИШ или СИИТМИШ из расчета введения 0,10-0,15% церия. Литейные Формы заливают не позже 5э о в о а м о о л л Ч, ФЧ Ч11 лль лЧ м сО СЧ СЧ в л м м л ФЧ М л лм ьо сч ч ль мСоставитель 10 ЛковлевТехред М.Ходанич 1(орректор О.Луговая Редактор Г.Волковащщщ щщщщ щщщщ щщщщЗаказ 3061/23 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва Б"35, Раушская наб., д, 4/5щщша щПроизводственно"полиграфическое предприятие,г.ужгород, ул.Проектная,4 31Для сравнения предложенного способа с известным из ковкого чугуна, имеющего химический состав, мас. : 2,6 С 0,90 83.; 0,54 Мп; 0,08 Б;0,05 Сг, отливают образцы. Чугун перед разливкой легируют в печи 0,035% бора и модифицируют в ковше алюминием 0,02 и висмутом 0003 ., Образцы также отжигают в чугунной стружке по режиму: нагрев до 950 С в течение 4 ч, выдержка при 950 С в течение 8 ч, охлаждение до 740 С в течение 3 ч, охлаждение до 10 С в течение 4 ч и Далее на воздухе. Образцы имеют ферритную структуру с компактным 235912графитом и механические свойстваб = 330 МПа, 8=8% и НВ,Таким образом, предлагаемый способ получения отливок из высокока"5чественного чугуна позволяет в ка"честве исходного металла использо"вать обычный ваграночный чугун, неимеющий жестких ограничений по химическому составу, свойственных высокопрочному и ковкому чугунам, нообеспечивает в отливках уровень прочностных свойств, присущих этим высо"кокачественным чугунам при меньшихэнергозатратах путем уменьшения температуры и продолжительности отжига,