Чугун

союз советснихсоцид лист ичесни 19) 8 С 37/1 ГОСУДАРСТВЕННЫпо изоьРетениямпРи Гннт сссР ОМИТЕТтнРьпиям ИЗОБРЕТЕНИЯ ИОАН Н АВТОРСКОМ ЛЬСТВ(71) Камское объединение но производству большегрузных автомобилейи Институт проблем Литья АН УССР(53) 669, 15-196 (088. 8)56) Авторское свидетельство1154366, кл. С 22 С 37/10,Авторское свидетельство ССУ 1090748, кл . С 22 С 37/04,(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использованонапример, при производстве картерныкдеталей двигателей. Цель изобретения - повышение пластичности при со"хранении уровня предела прочности.Новый чугун содержит, мас.Х: С 3,054,02; Б 1, 2,14-2,95; И 0,23-0,65;Сц 0,01-0,25; Хх 0,01-0,17; Тз. 0,020,09; А 1 0,01-0,08; Ип 0,006-0,017Са 0,002-0,015; Ва 0,003-0,018, РЗМ0,005-0,035; Бг 0,001-0,611; Еги/или Еп 0,004-0,032 и Уе остальное.Дополнительный ввод в состав чугунаБг и Ег и/или Еп позволяет повыситьпластичность с 2, 1-3, 1 до 4, 2-5,4 Х.2 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, например, картерных деталей.Цель изобретения - повышение пластичности при сохранении уровня предела прочности.Изобретение иллюстрируется следующими примерами, 10Пределы содержаний углерода в чу. гуне определены с учетом состава применяемых шихтовых материалов и с целью получения отливок беэ усадочных дефектов, 15Содержание в чугуне кремния выбрано по тем же соображениям, а также исходя из необходимости получения заданной структуры металлической основы и Физико-механических свойств ме талла в отливках, при этом нижний предел содержания кремния (2,143) относится к толстостенным, а верхний (2,957) - к тонкостенным отливкам.Марганец в чугун переходит из ших товых материалов как постоянный компонент чушковых чугунов, при выбранном составе чугуна указанные пределы марганца определены как условие получения отливок без отбела и с высо- у кими механическиыи свойствами н литом состоянии, как в тонкостенных (при нижнем значении марганца), так и в толстостенных (при верхнем значе, нии марганца) отливках.Медь и никель входят в состав чугуна как легирующне элементы, упрочняющие металлическую основу и с целью выравнивания структуры и свойств чугуна по сечению отливок. Никель, 4 О кроме того, способствует повышению растворимости в чугуне меди, обладающей значительно большей перлитизирующей и упрочняющей способностью. Низкое содержание никеля (0,01-0, 17%) обусловлено дефицитностью этого элемента. Верхнее содержание меди и никеля (как и марганца) относится к случаю толстостенных, а нижнее - длятонкостенных отливок.Титан и алюминий в указаннЫх пределах и в присутствии магния способствуют Формированию вермикулярного графита, а также действуют как граФитизирующие компоненты. При содержании титана менее 0,02% и алюминия менее 0,017. десфероидизирующее их действие не проявляется, а превышение их сверх указанных пределов (0,09% по титану и 0,087 по алюминию) является и злишним, пос кол ьку Форма графита не меняется, кроме того, при превышении алюминия более 0,08 появляется опасность пленкообраэования и ухудшение качества поверхности отливок, что вызвано большим химическимсродством этого элемента к кислороду.Магний и РЗМ являются основными ингредиентаМи, вызывающими улучшение степени сфероидизации графита в чугуне, причем, более эффективно действует магний. При снижении в чугунесодержания магния менее 0,0067 формаграфита получается, как правило,пластинчатой или смешанной даже в отсутствии титана и алюминия. Увеличение же магния сверх 0,0177, затрудняет Формирование вермикулярнога. графита. Выбранный интервал значений магния (0,)06-0,017%) обеспечиваетсяв пределах отклонения параметров технологии модифицирования (по температуре чугуна, содержанию в нем серы, расходу модификатора и др.) и при выбранном составе чугуна является оптимальным в отношении получения вермикулярного графита. Причем меньшему содержанию магния должно соответствовать большее количество в чу- гуне РЗМ. При содержании РЗМ менее 0,005% его действие на Форму графита не проявляется, а при повышении доли этого элемента более 0,0357 уверичивается склонность чугуна затвердевать со структурно свободными карбидами, Расширению интервалов содержаний в чугуне магния и РЗМ до указанных значений способствуют кальций,барий, стронций, аирконий и цинк, При этом цирконий и цинк вызывают улучшение формы графитовых включений, препятствуя выделению пластинчатого и междендритного графита, а кальций, барий и особенно стронций, рафинируя расплав, повышают механические свойства чугуна. При содержании в чугуне циркония и цинка (в сумме или в отдельности) менее 0,0047 форма граФита не изменяется, а количества их, превышающие 0,0327, снижают пластичность и повышают твердость чугуна, Стронций отличается большой графитизирующей способностью и увеличивает пластичность чугуна; в присутствии кальция и бария указанное действие стронция усиливается. Благодаря этому тонкостенные отливки затвердеваюта ол н ца 1н тСостав Сдераанне алеиентоа нас.%сВс/ .ль2 Д В Д гР г,4 о,4 у о,о 0,у 0,06 о,о 1 о,ооя о,оо 6 о,о 1 о,оз 5 о,о 11 0,004 о,оог редлагаеейЭ,65 О,3 О,ОО 9 О,О 6 з,8 2,6 з о,65 о, зе,оз 0,09 о,о 4 0,01 о,оо 9 о,о 8 О,о 2 0,009 о,оо 4 0,5 О,ОО 8 О,О 6 4,02 2,30,38 0,17 0,10 0 04 0,06 о 00 0,011 0,003 0,010 0,005 0,023 0,009 0,16 0,009 ,08 3,5 г,уа о,41 0,25 о,о 4 о,ог о,оз,о,о 4 о,о 5 360 221 023 020 001 ООЭ 003 0006 ОООУ 0,008 0,005 0,001 о,ого о,13 о,о О,оз 0,04 0,013 0,008 0,024 0,005 0,14 0,04 0,09 З 05 2,83 0,30 0,6 0,09 0 ОУ 0,03 0,012 0,009 0,01 0,010 О,ООУ 0,006 0,015 0,3 0,00 О,ОУ з,4 у 2,95 о,з 1 о,го 0, о,оз о,оз о,ооу о,оог 0,01 у о,ог 8 о,о 1 о 0,004 0,3 0,009 О,О 4 О,08 О,О 8 0 05 О 006 006 0 01 0 006 0003 0,00 0,15 005 0,06 з,64 г,у 0,40 0,21 о,ог 0,03 0,02 ООУ 0,014 0,004 0,009 0004 0032 седм О, 18 0,011 0,09 38 У 2,60 0,32 0,4 0,1 012 0,03 0 08 Нееестнн3,52 2,44 о,9 з о,го о 5 0,09 0,06 о,о 28 о,оо 1 о,оог 0,003 О, О,О 2 О,ОУ 22,92 256 О,ЗУ 0,10 02 О 06 004 0,013 0,002 0,005 0,009 Э 1 А 4 79 без отбела при достаточно высоком остаточном содержании в предлагаемом чугуне РЗМ (до 0,0353). Верхний предел содержания стронция (01011 Ж)5 ограничен опасностью снижения прочности чугуна и дефицитностью данного элемента.Для определения эффективности чугуна предлагаемого состава в сравнении с известными провели сравнительные исследования.Химический состав изученных чугунов приведен в табл. 1Отливали клиновидные пробы, иэ 1 я нижней части которых (толщина 25 мм) вырезали образцы для изучения структуры, механических свойств и твердости чугуна. Показателем формы графита является величина степень сфероидизации графитовых включений (ССГ), которую определяли методами количественной металлографии. Структуру чугуна изучали в зоне разрушения образцов после испытаний. 25Результаты опытов приведены в табл. 2,е Как следует из табл. 1 и 2, дополнительный ввод в состав чугуна Бт и 30194Ег и/нли Еп збеспечнвает повышение пластичности с 2,1-3,1 до 4,2-5147,. Формула изобретенияЧугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, .титан, алюминий, магний, кальций, барий, редкоземельные элементы и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения пластичности при сохранении уровня предела прочности, он дополнитепьно содержит стронций и цирконий и/или цинк при следующем соотношении компонентов, мас.62Углерод 3,05-4,02 Кремний 2, 14-2,95 Марганец 0,23-0,65 Медь 0,01-0,25 Никель О, 01-0, 17 Титан 0,02-0,09 Алюминий 0,01-0,08 Магний 0,006-0,017 Кальций 0,002-0,015 Барий 0,003-0,018 Редкоземельные элементы 0,005-0,035 Стронций 0,001-0,011 Цирконийи/или цинкЖелезо1447919Таблица 2 Физико-механические свойства чугуна Чугун д, Й НВх 10 ", 4 е,ИПа МОа Предлагаемый1 395 5,4 163 4,5 165 4,8 159 4,3 161 4,9 159 12 390 395 390 405 5,0 157 4,4 400 159 400 161 4 в 5 405 161 4,2 Известный1 198 3,1 2,1 159,355 юаню ет еееюа Составитель Н,Косторной Редактор И.Недопуженко Техред М.ХоданичКорректор С.Шекмар ТПроизводственно"полиграфическое предприятие г;, Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 6813/32 Тираж 595 ПодписноеВННИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР1 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5