Чугун

СООЗ СОВЕТСНИХаоаеонсю кРЕСПУБЛИН 119) (И) С 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Белорусский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР В 1014965, кл. С 22 С 37/08, 1983.Авторское свидетельство СССР )1 р 985118, кл, С 22 С 37/00, 1982. (54) ЧУГУН(57) Изобретение относится к металлургиир в частности к чугунам, и моает быть использовано при производстве массивных машиностроительных отливок, например корпусов гидросистем. Цель - повышение гидроплотности,предела прочности, модуля упругости. Чугун содерзнт следующие компоненты, мас.Ж: С 2,9-3,4; 81 1,8-2,2; Мп 0,5 1,3; Сг 0,1-0,3; Я 1 0,05-0,4; Т 1 Ор 02-Ор 08 р 7 0,05-0,25; Се 0,005-.0,01; 1,а 0,001-0,01 р М 0,001-0,01; А 1 0,01-0,03; М 8 0,005-0,01; Сц,Ор 2- 0,8; Ре - ост, Введение магния и меди приводит к повышению механических свойств и гидроплотностн. Чугун имеет следующие свойства 66 225-310 МПа; й 4,5-7,0 мм; Е 9500-16100 кгс/мм НВ 248-284 ; гидроплотность (значеиия критического даелеиия, масло/атм) 86-120. 2 табл.С:Изобретение относится к металлур-Ргии, а именно к составам чугунов, иможет быть использовано при производстве массивных машиностроительных отливок, в частности корпусов гидросистем.Цель изобретения - повышение гидроплотности, предела прочности, модуля упругости,Составы предлагаемых и известногочугунов приведены в табл. 1, Свойства чугунов представлены в табл. 2.Нижний предел содержания углерода(2,9 ) и кремния (1,8 ) установлен сцелью исключения в структуре чугуна15эвтектического цементита и обеспечения хорошей жидкотекучести. Верхниепределы по углероду (3,4 .) и крем -нию (2,2 ) установлены исходя из условия кристаллизации чугуна без выделения феррита в процессе охлаждения отливки, исключения сегрегацииграфитных включений в массивных частях отливки.Нижние пределы содержания хрома(0,053) обеспечивают требуемую прочность и повышают гидроплотность чугуна за счет высокой дисперсностиперлита и исключения свободного фер 30рита в микроструктуре чугуна. Верхние пределы (соответственно 0,3, 1,3и 0,4 ) обеспечивают получение литой структуры без образования первичных карбидов и соблюдения принципа 35экономичности сплава,Содержание церия (0,005-0,01 ), лантана (0,001-0,01%), неодима (0,001- 0,01 .) и алюминия (Ор 01 Ор 03%) обус ловлено тем, что вышеуказанные эле,менты производят модифицирующее действие, измельчая графит и улучшая его форму. Нижние пределы содержания указанных элементов установлены с целью достижения достаточной величины эффекта модифицирования сплава. Превыпение верхних пределов содержания не ,дает существенного приращения эффекта модифицирования сплава. Кроме того, превышение суммарного содержания РЗМ0,03-0,05 может привести к вы-. делению первичных карбидовСодержание титана и ванадия в пределах 0,02-0,08 и 0,05-0,25% соответственно наиболее благоприятно ска зывается на структуре и свойствах чу 1 гуна. Верхние пределы содержания обусловлены требованием исключить образование структурно-свободного цементита, что значительно снижает проч ность и особенно пластические свойства сплава. Последнее недопустимо для отливок, работающих в условиях гидравлического удара (момент включения гидросистем машины в работу). Нижние пределы (0,02 и .0,05% соответственно) позволяют в достаточной степени упрочнить сплав.Чугун для массивных отливок гидросистем должен удовлетворять сложному комплексу противоречивых требований. Он должен обладать высокой равномерной прочностью при толщинах стенки отливки до 40 мм. Особенностью конструкций литых корпусов гидро- систем является наличие в их центральной части системы близкорасположенных каналов, в которых при эксплуатации перепад давлений жидкости достигает до 50 атм. Поэтому в централь. ных частях отливок должна обеспечиваться высокая прочность и гидроплотность при удовлетворительной обрабатываемости. Этим требованиям удовлетворяет чугун, имеющий в массивных сечениях перлитную структуру с большим количеством мелких, равномерно распределенных включений графита. Большая степень графитизации чугуна необходима для ликвидации усадочных дефектов за счет самопитания тепловых узлов при затвердевании чугуна, Вместе с. тем, известные чугуны с высокой прочностью, достигаемой за счет комплексного легирования, имеют значительную склонность к образованию усадочных дефектов и поэтому не применимы для изготовления указанных отливок.Дополнительный ввод магния, сильного рафинирующего элемента, активно вступающего в химическое взаимодействие с кислородом и серой и образующего дополнительные центры кристаллизации чугуна, способствует измельчению его включений, резкому увеличению суммарного количества графита. Причем этот эффект мало зависит от толщины стенки отливки. Кроме того, магний в совокупности с РЗМ в указанных концентрациях эффективно воздействует на форму графита, приближая ее к вермикулярной. Нижний предел (0,005%) установлен исходя из достижения определенной величины эффекта. Повышение верхнего предела не1289905 Т а блицаСодержание компонентов,7. Пределысодержанияингредиентов Чугун С 8 Мп Сг Б. Т Ч Извест- Средний 0 3,2 2,0 1,15 0,3 0,2 0,1 0,2ный Предла- Нижний 1 2,9 1,8 0,5 0,1 0,05 0,02 0,05гаемый Средний 2 3,2 2,0 0,9 0,2 0,2 0,05 0,15 Верхний 3 3,4 2,2 1,3 0,3 0,4 0,08 0,25 усиливает измельчения графита и усложняет технологию получения сплава, при этом резко увеличивается объем усадочных дефектов.Медь в пределах содержания 0,2- 0,8 в наибольшей степени перлитизирует и упрочняет сплав, положительно влияет на форму и характер распределения графита. При этом не ухудшается графитизация сплава, Превышение верхнего предела содержания меди может привести к неравномерности микрораспределения, а также микроликвации, что ухудшает весь комплекс физико-механических свойств.Введение в чугун меди и магния в количествах 0,2-0,8 и 0,005-0,01 соответственно способствует повышению гидроплотности массивных отливок за счет улучшения формы графита и характера его распределения, а также благоприятного воздействия на металлическую матрицу.Плавку проводили в индукционной печи с кислой футеровкой с.применением следующих шихтовых материалов: литейного чугуна ЛК 2, стального лома, ванадиевого чугуна, содержащего титан, ферросплавов марганца, кремния, никеля, хрома, меди, лигатур, содержащих РЗМ и алюминий. Расплав подоогревают до 1450 С, доводят к химическому составу ферросплавами и перед заливкой вводят лигатуру, содержащую церий, лантан, неодим и алюминий МЦ. Чугун заливают в разовые песчано-глинистые Формы с толщиной стенки 80 мм, Гидроплотность определяли на образцах, вырезанных изцентральной части отливки, Образцывыполнялись в виде колпачков с тол щиной рабочей части 3,0 мм, В качестве критерия гидроплотности сплававыбиралось давление жидкости (масла), при котором рабочая поверхностьколпачка потела. Время выдержки опытных образцов во всех случаях былопостоянным и равнялась 15 с. ф о р м у л а изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, церий, лантан, неодим, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения гидроплотности, предела прочности и модуля упругости, он дополнительно содержит медь и магний при следующем соотношении ингредиентов, мас.Е:Углерод 2,9-3,4Кремний 1,8-2,2Марганец 0,5-1,3Хром 0,1-0,3Никель 0,05-0,4Титан 0,02-0,08Ванадий 0,05-0,25Церий 0,005-0,0Лантан 0,001-0,01Неодим 0,001-0,01Алюминий 0,01-0,03Магний 0,005-0,01Медь О, 2-0,8Железо Остальное,.1289905 Продолжение табл. Содержание компонентов,З Се Ьа Мд А 1 Мя Сц Ре Чугун Извест,01 0,005 0,005 0;05ный Остальное П 1 едла,005 0,001 0,001 0,01 0,005 0,2 - файвгаемый0,008 0,005 0,005 0,02 0,008 0,5 Таблица 2 бМПа Е, мм Е, кгс/мм Чугун НВ Известный 8250 248 208 0 4,5 9500 248 225 86 6100 6,5 292 256 14 14000 7,0 284 310 120 Составитель Г. Дудик Редактор Н, Киштулинец Техред В.Кадар Корректор Л. ПилипенкоЗаказ 7872/26 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5