Ковкий чугун

(504 С 22 С 37/ НИ обладающихи плотноповышение Бюлстве У 9 ное объе(57) Изобретениелургии и может бь относится к мет ть использовано ЬР ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ.Савченко669,15-196( при изготовлении отлив повышенной теплоемкост стью. Цель изобретения удельнои теплоемкости и плотности.Новый чугун содержит компоненты приследующем соотношении, мас.7.; углер2, 1-2,8; кремний 0,8-1,2; марганец0,8-1,6; ванадий 0,03-0,57; алюмини0,002-0,01; теллур 0,002-0,02; магний 0,002-0,02; нитриды бора 0,0040,08 и железо остальное. Дополнителный ввод в состав чугуна теллура,магния и бора в виде нитридов бораобеспечивает повышение удельной теплоемкости с 0,118 до 0,125-0,130 калИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна с повышенными показателями теплоемкости и плотности.Целью изобретения является повн шение удельной теплостойкости и плотности.Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим,Дополнительное введение нитридовбора микролегирует и уплотняет матрицу, снижает ростоустойчивость и повышает монолитность матрицы. При содержании нитридов бора до 0,004 мас,7микролегирующий эффект и уплотнение15матрицы незначительны, а при увеличении нитридов бора более 0,08 мас.%снижаются механические свойства,увеличивается содержание графитовойфазы и снижается теплоемкость,7 еллур в количестве 0,002 0,02 мас.7 модифицирует и отбеливаетметаллическую основу литого металла,снижает микропористость и увеличиваетплотность чугуна после отжига и теплоемкость. Нижняя концентрация теллура принята от содержания (0,002 мас.7),при котором исключается образованиев литом металле свободного графитаи увеличивается плотность матрицы,а верхний предел концентрации ограни-,чен содержанием (0,02 мас.%), вьппекоторого увеличивается загрязненностьграниц зерен и хрупкость белого чугуна, существенно удлиняется цикл отжига и снижаются пластичность и теплоемкость.Магний в количестве 0,002- 0,02 мас,% повышает плотность, снижа 40 ет коэффициент теплопроводности, по-, вышает удельную теплоемкость и ростоусто 3 чивость. Концентрация магния менее 0,002 мас,% не обеспечивает модифицирующего эффекта и повышения45 теплоемкости, а при повышении содержания магния более 0,02 мас.% увеличивается количество дефектов структуры и снижается монолитность матрицы, усложняется технология введения магния и увеличивается его угар,50Содержание углерода, марганца, ванадия и кремния принято исходя из опыта производства ковкого чугуна для отливок ответственного назначения с повышенной ростоустойчивостью, Верхние концентрации углерода и кремния ограничены содержаниями, исключающими образование свободного графита в отливках и обеспечивающими повышенные пластические свойства и монолитность матрицы. При увеличении концентрации марганца более 1,бмас,7. усиливается тормозящее влияние на графитизацию и снижаются пластические свойства ковкого чугуна, При снижении их концентрации менее нижних пределов повышается загрязненность металла сернистыми и другими неметаллическими включениями и снижаются плотность чугуна, теплоемкость, стабильность структуры и механические свойства, а также увеличивается склонность металла к хрупкому разрушению и микропористости.Алюминий в количестве 0,002- 0,01 мас.7 модифицирует и измельчает матрицу, повьнпает плотность, но при увеличении его содержания более 0,01 мас.% отмечается снижение удельной теплоемкости и пластичности.П р и м е р. Опытные плавки чугунов доэвтектического состава проводятдуплекс-процессом вагранка - дуговая электрическая печь. В качестве шихтовых материалов используют предельный коксовый чугун, стальной лом, нитриды бора, феррованадий и ферромарганец. При выпуске чугуна из вагранки температура металла составляет 1400-1420 С, Перегрев расплава в дуговой электропечи 1480-1500 С. Усвоение нитридов бора составляет 84-93%.Алюминий и теллур вводят в раздаточные литейные ковши емкостью 2 Т при температуре 1430-1460 С. Заливку. модифицированного чугуна для получения технологических проб (16 мм), образцов и отливок производят на напольном литейном конвейере в сырые песчано-глинистые формы. Усвоение модификаторов составляет, %: алюминий 67-83 и теллур 76-82.Для получения ковкого чугуна подвергают отжигу с проведением 1-ойстадии,графитизации при 960"980 фС втечение 3-4 ч и 2-й стадии при 660-680 С в течение 2,5-3 ч,В табл, 1 приведены составы ковких чугунов по данным химическогоанализа; в табл, 2 - физико-механические свойства, полученные на образцах (16 мм), стандартных технологических пробах и отливках после их отжига,с я тем, что, с целью повышения удельной теплоемкости и плотности, он дополнительно содержит теллур и магний, а бор в виде нитридов бора при следующем соотношении компонентов, мас.Е:УглеродКремнийМарганецВанадийАлюминийТеллурМагнийНитриды борЖелезо Химический состав, мас.7 Чугун по варианту 1 Магний Железо Вана- Алю- Нитридий ми- дыний бора Теллур Угле- Крем- Маррод ний гане Известный 0,05бора0,002каль -2,5 1,1 0,3 0,2 0,022 Остальное ция 2,1 0,8 0,8 0,03 0,002 0,004 0,002 0,002 2;6 1,1 1,2 0,31 0,006 0,02 0,003 0,003 2,8 1,2 1,6 0,57 0,01 0,08 0,02 0,02 2,0 0,7 0,4 0,01 0,001 0,002 0,001 0,001 3,0 1,5 1,7 0,60 0,05 О,0,06 0,06 Таблица 2 Временное сопротивление,МПаИзвестный 475 10 0,118 О, 125 О, 130 100 7,22 476 4,6 118 7,32 4,1 506 32 7,48 3 129486Как видно из табл. 2, предлагаемый ковкий чугун обладает более высокими показателями плотности и теплоемкости, чем известный чугун, что обеспечивает повышение долговечности деталей технологического оборудования. Это достигается за счет дополнительного ввода Те, Мо и В в виде нитридов бора. 10формула из обре те ния Ковкий чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, ванадий, алюминий,бор и железо, о т л и ч а ю щ и й 2, 1-2,8 0,8-1, 2 0,8-1, 6 0,03-0,57 0,002-0,01 0,002-0,02 0,002-0,02 а , 0,004-0,08 Остальное Таблица 11294867 бПродолжение табл.2 Плотность осиносксле отжига,г/см льн ьн онол т ни 92 0,12 5 О,12,2 12 Составитель Н. Косторно Техред И, Попович. Лазарен Обруч Коррек Ред аж 605 каз 565/29,одписн ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам иэобретений и открытий035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная,поварианту Временное сопротивление,МПа Ростоустой" чивость7 епломкостьал/(г фС ост атр Х