Ковкий чугун

)ельство СССР37/10, 1981.ьство СССР37/08, 1982. М.И, Кар и С.М. Б (53) 669 (56) Авт В 331850Автор В 916576 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ С 10.8604.88. Бюл. Всоюзный заочннститутСеребряков,пенкоЕ,И,одюкова(57) Изобретение относится к металлургии и:может быть использовано припроизводстве отливок технологического оборудования. Цель изобретения -повышение упругопластических свпри 400-600 С. Новый чугун содемас.Ж: С 2,0-2,9; Я 0,8-1,5; Мп0,8; 7 0,06-0,57; А 1 0,02-0,03ИЬ 0,06-1,2; Ое 0,02-0,05,.ТЮ 0,040,08 и Ре остальное. Дополнительныйввод в состав чугуна Се, ЮЬ и ТдБобеспечил повышение ударной вязкостипри 400 С в 1,9-2,2 раза, при 600 Св 2,2-2,6 раз, относительного удлинения в 1,4-1,8 раз при 400 С и в2-2,3 раза при 600 С. 2 табл.1388Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для отливок технологического оборудования.Цель изобретения - повышение упругопластических свойств при 400600 С.Выбор граничных пределов содер-;жания компонентов в составе предлагаемого чугуна обусловлен следующим.Введение ниобия, нитридов титанаи германия обеспечивает значительноеповышение в отливках упругопластических свойств при 400-600 С. Оптималь-; 15ными концентрациями их являются,мас. : ниобий 0,06-1,2; нитриды титана 0,04-0,08; германий 0,02-0,05,Введение в чугун нитридов титанав указанных количествах измельчает 20структуру, увеличивает количествографитовых включений с одновременнымуменьшением их размеров, что обеспечивает повышение ударной вязкости иоудароустойчивости при 400-600 С. При 25содержании нитридов титана менее0,04 мас.копичества центров граФитизации недостаточно и измельчениеструктуры и повышение упругопластических свойств недостаточно, а при 30содержании нитридов титана более0,08 мас.повышается количество не-,металлических включений и снижается относительное удлинение.Ввецение ниобия в количестве 0,3- 1,2 мас.7. повышает стабильность структуры и свойств чугуна в отливках после термической обработки, что способствует повышению удароустойчивости и пластических свойств при 40о400-600 С. При содержании ниобия до 0,3 мас.-удароустойчивость и пласо тические свойства при 400-600 С недостаточны, а при концентрации ниобия более 1,2 мас.7 ухудшается каче-ство углерода отжига и снижаются упругопластические свойства при 400600 С.С целью сохранения высокой пластичности ферритного ковкого чугуна содержание марганца не должно выходить за пределы 0,3-0,8 мас.7 При легировании чугуна марганцем до 0,3 мас.несколько ухудшается ростоустойчивость, но при этом увеличивается загрязненность .чугуна неметаллическими включениями и возрастает чувствительность к термическим й механическим ударам а при увеличении 54 2концентрации марганца более 0,8 мас.7.снижаются упругопластические свойства.Алюминий в количестве 0,02 -0,03 мас.7. модифицирует и измельчает матрицу, повышает плотность иударную вязкость, но при увеличенииего концентрации более 0,03 мас. ,снижаются упругопластические свойства,Содержание углерода, кремния, ванадия принято исходя из опыта производства ростоустойчивых ковких чугунов с повышенными пластическими свойствами. При увеличении содержания ванадия более 0,57 мас.усиливаетсяего тормозящее влияние на графитизацию и рост упругопластических свойств,а при увеличении концентрации углерода и кремния выше верхних пределовв отливках отмечается образованиесвободного графита и снижение пластических свойств при обычных и повышенных температурах,Германий в количестве 0,020,05 мас.оказывает модифицирующеевлияние, стабилизует структуру, повышает дисперсность структуры и упруогопластические свойства при 400-600 С.При концентрации германия до0,02 мас.7 его модифицирующее влияние на структуру и повышение пластических свойств недостаточны, а приконцентрации его более 0,05 мас.7повышается микролегирование феррита,что приводит к снижению упругопластических свойств и эксплуатационнойстойкости в условиях ударных нагрузок и повышенныхтемператур.П р и м е р. Плавки чугунов доэвтектического состава проводилисьдуплекс-процессом вагранка - дуговая электропечь. При выпуске чугунаиз вагранки температура металла составляла 1400-1420 С, а в электрической печи расплав перегревали до1480-1500 С. Ферромарганец и феррониобий вводили в электропечь, а брикеты нитридов титана, германий и алюминий - в раздаточные литейные ковши емкостью 2 т при 1430-1450 С. Заливку модифицированного чугуна проводили в сырые песчано-глинистыеформы для получения технологическихпроб; 16 мм образцов и отливок кронштейнов, ступиц и вилок,При плавке в заливке чугуна угарлегирующих и модифнцирующих элемен1388454 Таблица 1 Содержание компонентов, мас,7 ЧугунУгле- Кремний Марга- Ванадий Алюминий Нитриды Ниобий Герма- Железо род нец титана ний Из- вестный 2,5 Осталь 0,5 0,022 0,9 0,3 1 Пред- лоное женный 2 0,3 0,06 0,02 0,04 0,6 0,31 0,022 0,06 0,06 0,02 0,8 2,0 3/4 0,8 0,03 2,6 1,2 0,05 0,57 0,03 0,08 0,02 0,01 0,02 0,8 2,9 2,1 0,01 0,1 0,2 0,7 0,90,6 0,05 0,1 2,0 0,08 1,8 3,0 тов составил, 7: ниобий 93-95; алюминий 17-19; германий 11-13; нитриды титана 7-9; ванадий 8-11.В табл. 1 приведены химические составы ковких чугунов опытных плавок.Для получения структуры ковкого чугуна образцы и отливки подвергают графитизирующему отжигу с проведением 1-ой стадии графитизации при 960-980 С в течение 3-3,5 ч и 2-ой стадии графитизации при 660-680 С в течение 3,0-3,5 ч.Сравнительный анализ свойств известного и предлагаемого чугуна 15 приведен в табл. 2. Как следует из приведенных данных, предлагаемый ковкий чугун в сравнении с известным чугуном обладает более высокими упругопластическими свойствами при повышенных температурах (400-600 С) благодаря дополнительному вводу в состав чугуна ниобия, германия и нитридов титана. Формула изобретения 1 Ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения упруго- пластических свойств при 400-600 С, он дополнительно содержит ниобий, нитриды титана и германий при следующем соотношении компонентов, мас.7:Углерод 2,0-2,9 Кремний 0,8-1,5 Марганец 0,3-0,8 Ванадий 0,06-0,57 Ниобий 0,06-1,2 Алюминий 0,02-0,03 Нитриды титана 0,04-0,08 Германий 0,02-0,05 Железо Остальное6 1388454 Таблица 2 Свойства чугунов после термообработки Показатель Известный 2 3 4 . 5 6 458 504 455 570 588 645 12,0 15,0 14,79,0 11,0 8,3 6,8 13,0 13,5 16,2 15,6 6,2 1 э 24 1 Ф 46 1 э 38 Оэ 66 Ою 91 1,06 1,25 1,16 0,51 0,82 0,49 207 188 114 84 Составитель Н,. КосторныйРедактор Н. Киштулинец Техред Л.Олийнык Корректор С. Черни Заказ 1551/29 Тираж 594 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий. 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5