Чугун

СОЮЗ СОЭЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 3400 А 1 2 С 37/10 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСНОМУ СВИДЕ ЬСТВ,К.Свяукович ельство ССС 37/1 О, 198 ство СССР 37/1 О, 198 я к металльзовано - корпусСУДАРСТЭЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный полинический институт(57) Изобретение относитслургии и может быть испопри производстве отливок ных деталей. Цель изобретения - повышение малоцикловой усталости, улучшение обрабатываемости, а также увеличение механических свойствЧугунсодержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,83-3,35; 81 2,212,56; Мп Ою 61 1 е 32 ф Сц Оэ 002 01012А 1 0,08-0,25; Са 0,007-0,02; Ва 0,120,5; фосфиды титана.0,11-0,45; нитриды лантана. 0,07-0,12 и Ре остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ва, фосфидов Т, нитридов Ьаобеспечивает повьппенне малоцикловойусталости в 1,23-1,49, улучшение обрабатыаемости в 1,24-2,06 раза, увеличение 6 в 1,05-,07 раза, вязкости разрушения в 1,24-1,6 раза. 2 табл,Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для разностенных корпусных литых деталей,5Цель изобретения - повышение малоцикловой усталости, улучшение обрабатываемости, а также увеличение механических свойств.Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения (табл,1и 2).Дополнительное введение нитридовлантана в количестве 0,07-0,12 мас.%оказывает модифицирующее влияние на,железоуглеродистый расплав, измельчает структуру, повышает малоцикловую усталость при сохранении эконо-мичной скорости резания и улучшенииобрабатываемости, При концентрациинитридов лантана до 0,07 мас.% влияние на структуру, малоцикловую усталость незначительно, а при увеличе"нни концентрации более 0,12 мас.%ухудшается обрабатываемость резанием, снижаются малоцикловая усталость,однородность структуры в раэностенных отливках и стабильность качества их обработки на гибких производственных модулях и станках с ЧПУ. 30Барий введен как эффективная мик"ролегирующая добавка, повышающая стабильность структуры и свойств в раэностенных отливках, улучшающая обрабатываемость резанием и малоцикловуюусталость, Микролегирующее влияниебария начинает проявляться с концентрации 0,12 мас.%, при которой отмечаются повышение стабильности струк"туры, улучшение обрабатываемости имеханических свойств в разностенныхотливках, Верхний предел концентрации бария ограничен 0,5 мас.%, вышекоторого снижаются малоцикловая усталость, механические свойства, ихстабильность в тонких и толстых сечениях,фосфиды титана оказывают перлитизирующее действие, повышают стабильность свойств в толстых сечениях от"- ливок при сохранении обрабатываемости и повышении малоцикловой усталости. При концентрации фосфидов до 0,11 мас.% механические свойства чугуна в отливках низкие, а при концентрации фосфидов титана более 0,45 мас,% усиливается отбел, снижается обрабатываемость, повышается хрупкость и снижаю 1 ся мХлоцикловая усталость и вязкость разрушения,Введение алюминия в количестве0,08-0,25 мас,% раскисляет, микролегирует расплав, измельчает включенияграфита и способствует повышению обрабатываемости резанием и вязкостиразрушения при сохранении малоцикловой усталости. Нижний предел концентрации (0,08 мас,%) принят от содержания, с которого начинает сказыватьсяего влияние на размеры графита и вязкость разрушения, и ограничен концентрацией, выше которой снижаются стабильность структуры, обрабатываемостьрезанием и малоцикловая усталость,Содержание углерода, кремния имарганца в сером чугуне выбрано с учетом практики производства разностенных корпусных отливок без отбела схорошей обрабатываемостью и повышен ной малоцикловой усталостью и ограничено пределами, выше и ниже которыхухудшается обрабатываемость, Концентрация меди в предложенном чугуне снижена до 0,002-0,12 мас,%, так какпри более высоких концентрациях усиливаются ликвационные процессы, снижающие однородность структуры малоцикловая усталостьи обрабатываемостьрезанием,Введение кальция в состав чугуна вколичестве 0,007-0,02 мас,% основанона высокой его химической активности,обеспечивающей очистку границ зерен,получение пластиичатого графита меньших размеров с притупленными округлыми концами и повышение малоцикловойусталости и сбрабатываемости резанием, При введении кальция менее0,007 мас.% перечисленное воздействие на металл и повышение малоцикловой усталости, не обеспечиваются, апри концентрации кальция более0,02 мас,% увеличивается количествонеметаллических включений сложногосостава, ухудшающих обрабатываемостьи малоцикловую усталость,Опытные плавки серых чугунов проведены в открытых индукционных печахс использованием методов переплава,рафинирования расплава, перегретогоцо 1450 С, выдержки в течение 3 -10 мин, выпуска в литейный ковш с перегретыми микролегирующими и моди-.Фицирующими добавками и раэливкй модифицированного чугуна в сухие жидкостекольные формы при 1400-1430 С. Ус1434002 Таблица 1 Содержание компонентов, мас.Х Чугун Угле- Крем- Марга- Ба- Фосфи- Каль- Медь Алю- Нитрирод ний нец рий ды ти- ций ми- ды лантана ний тана езо Предложенныйвариан- ты07 Остальн 61 0,12 0,11 0,007. 0,002 О,2,83 2,2 3,12 243 1 ь 14 Оэ 26 Оэ 19 Ов 009 Ов 01 9 0,1те,92 2,3 1,воение бария составило 76-793, фос" фидов титана - 90-93 Х и нитридов лан,тана - 88-917В табл,1 приведены химические составы серых чугунов опытных плавок известного и предложенного составов, в табл.2 - данные о механических и технологических свойствах серых чугунов,Обрабатываемость резанием оценива" 10 ют по экономичной скорости резания на металлорежущих станках с ЧПУ и . гибких производственных модулях при глубине резания 1,5 мм, подаче 0,7 - 0,75 мм/об, и стойкости резца в 60 мин. Малоцикловую усталость определяют на плоских образцах по стандартной методике на копре ДСО с массой падающей бабы 5 кг и высотой падения 21 мм, 20Как видно из табл.2, предложенный серйй чугун имеет повышенные характеристики обрабатываемости резанием в 1,24"2,06 раза, малоцикловой усталости - в 1,23-1,49 раза, увеличение 25 6 в 1,05-1,07 раза, вязкости разрушения - в 1,24 - 1,6 раза,Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения малоцикловой усталости, механических свойств улучшения обрабатываемости, он дополнительно содержит барий фосфиды титана и нитриды лантана при следующем соотношении компонентов, мас.йУглерод 2,83-3,35Кремний 2,21-2,56 Марганец 0,61-1,32 Медь 0,02-0,012 Алюминий 0,08"0,25 Кальций 0,007-0,020Барий 0,12-0,50 Фосфиды титана 0,11-0,45Нитриды лантана 0,07-0,12Железо Остальное1434002 Таблица 2 Состав чугуна Вязкость МалоцикЭкономичнаяскорость реразрушения юМПа/м зания при стойкости резца вЗаказ 5518/29 Тираж 595 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб.д. 4/5 Производственно"полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предел прочности при растяжении, МПа ловая усталостьь,тыс,циклов