Чугун

(дц 4 С 22 С 37/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ во ель.ство СССР 37/00, 1986. ьство СССР 37/08, 1984. 5 т аллур.ри проивок.Юю относится к метвллурк, разработкесося сложных корпусных е цик рмети и содержедлага ующим.рещино- достигаетия, нитри-., анных преиз компоколичеств пределов, ственного щиносто ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Каунасский литейный за д(57) Изобретение относится к мегии и может быть использовано пизводстве сложных корпусных отл Изобретениегии, в частноститавов чугуна длотливок.Цель изобретения - повлической трещиностойкостиностиВыбор граничных. пределния компонентов в чугунего состава обусловлен слеПовьпнение циклическойстойкости и герметичностися только при введении бадов хрома и никеля в указделах. Отсутствие одногокентов или введение их вотличающихся от указанныхне позволяет достичь сущеповышения циклической трекости и герметичности. Цель изобретения - повышение цикли"ческой трещиностойкости и герметичности. Чугун содержит компоненты вследующем соотношении, мас.Я: С 2953,45; Б 1 1,55-2,2; Мп 0,3-0,7; М0,02-0,8; Ва 0,012-0,05; нитриды.хрома 0,02-0,3, один элемент и более из группы, содержащей Се, БЬ, Бпи Со 0,05-0,3; Ге остальное, Дополнительный ввод всостав чугуна одногоэлемента и болееиз группы, содержащей Се, БЬ, Бп и Со, а также содержание Сг в виде его нитридов позволяет повысить циклическую трещиностойкость в 1,1-1,15 раза и герметичность в 1,06-1,08 раза. 1 табл. Дополнительное введение бария в количестве 0,012."0,05 мас,7. увеличивает количество феррита и сфероидизированного перлита, измельчает структуру, что обеспечивает существенное повьппение циклической трещиностойкости и удельной герметичности, При концентрации бария до 0,012 мас7 повьппение герметичности и циклической трещиностойкости недостаточноа при концентрации бария более 0,05 мас.Е снижается однородность структуры, механических свойств и удельной герметичности.Никель в количестве 0,02-0,8 мас.7. обеспечивает повьппение удельной герме тичности, однородности структуры и свойств чугуна в отливках. Его содержание принято от концентрации 0,02 мас.7, ниже которой однород 3 150784 ность структуры и герметичность находятся на низком уровне, и ограничено концентрацией 0,8 мас. , вьппе которой отмечается снижение цикличес 5 кой трещиностойкости и износостойкости чугуна в отливках.Нитриды хрома служат центрами кристаллизации, способствуют измельчению структуры, повышению удароустойчивости, трещиноустойчивости, герметичности и механических свойств. При концентрации нитридов хрома до 0,02 мас,% измельчение структуры и повьппение трещиноустойчивости, гер метичности и механических свойств недостаточны, а при концентрации нитридов хрома более 0,3 мас.снижаются удароустойчивость, герметичность и циклическая трещиностойкость . 20В предлагаемом составе по сравне-, нию с известным повышено содержание марганца до 0,3-0,7 мас, . Нижний предел содержания марганца установлен из необходимости повышения удельной герметичности, выравнивания структуры и твердости. При концентрации марганца более 0,7 мас,% возрастает склонность чугуна к отбелу и снижается циклическая трещиностойкость. 30Нижний предел концентрации углерода 2,95 мас.% и кремния 1,55 мас.% установлен с целью исключения образования в структуре эвтектического цементита и обеспечения высокой циклической трещиностойкости. Верхние пределы содержания углерода 3,45 мас.и кремния 2,2 мас.обусловлены увеличением неоднородности структуры, снижением герметичности, твердости и . 40 износостойкости при более высоких их концентрациях.Введение одного и более элементов из группы, содержащей сурьму, олово, кобаль и церий в количестве 45 0,05-0,3 мас.%, повьппает стабильность структуры, пластические свойства и герметичность, что обеспечивает повьппение циклической трешиностойкости. При концентрации их до 0,05 мас. . герметичность, удароустойчивость и циклическая трещиноустойчивость недостаточны, н верхний предел их концентрации 0,3 мас.обусловлен увеличением содержания цементита, снижением стабильности структуры и циклической трещиностойкости.П р и м е р. Опытные плавки чугу" нов для отливок проведены в индукционных печах промышленной частоты. В качестве шихтовых материалов исполь"- зуют чугунную стружку, высечку прес". сового цеха, ферросплавы. Технологи", ческий процесс плавки включает науг-, лероживание расплава, введение Ферро" сплавов (Феррохром марки ФХ 650 М, ферросилиций ФС 65 с 4 -ным содержанием бария, Феррокобальт ФК 75) и полуфабрикатного никеля НП 3, модифицирование в ковше ферроцерием, металлической сурьмой или оловом. Из модифицированного чугуна отливают пробы на твердость и циклическую трещиностойкость, технологические пробы на отбел и станочные отливки.Выпуск металла из электрической печи в ковш производят после выдачи данных экспресс-анализаи необходимой корректировки техпроцесса для получения твердости, отбеливаемости и циклической трещиностойкости. Разливку чугуна по формам производят. после процесса модифицирования. В таблице приведены химические составы чугунов опытных плавок, их механические и технологические свойства.Испытания на герметичность прово" дят на стандартных образцах, вырезан" ных из центральной части ступенчатых плит, Из этих плит вырезают образцы Ф 30 мм для механических испытаний и,иследования структуры, Испы", тания на износ проводят на машине МИМ при скорости вращения 450 об/мин и нагрузке 120 Н на образцах с размерами 12 х 15 мм, Контртелом служит ролик Ф 40 мм из чугуна СЧ 25. В качестве смазки используют масло М - 20 Гг, загрязненное 0,55 порошка фракции 6-7 мкм, Износ определяют после 12 ч приработки в течение 10 ч.Для испытания чугунов на циклическую трещиностойкость используют пластинчатые образцы толщиной от 2 до 4 мм и шириной от 200 до 350 мм с центральным сквозным надрезом. Образ-, цы подвергают пульсирующему растяжению при начальном максимальном напряжении цикла в исходном сечении 90 МПа, коэффициенте асимметрии цикла 0,1 и частоте 10 Гц, Испытания проводят до разрушения образца.Как следует из таблицы дополнительный ввод в состав чугуна одного и более элементов из группы, содержащей Со, БЬ и Бп, а также хрома ввиде его нитридов позволяет повысить герметичность в 1,06-1,08 разаи циклическую трещиностойкость в1,1-1,15 раза. Чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, хром, никель, барий, один элемент из группы, содержащей церий, и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения циклической трещиностойкости и герметич ности, группа также содержит один и более элементов; сурьму, олово и 5 15078456кобальт, а хром содержится в виде нитгрндов при следующем соотношении компонентов, мас,Х;Углерод 2,95-3,45Кремний 1,55-2,2Марганец 0,3-0,7 Формула изобретения Никель 0,02-0,8Барий 0,012-0,05Один и болееэлементов изгруппы, содержащей церий, сурьму, олово икебальтНитриды хромаЖелезоХ 3 -с д э А 3 ф ац". КВО 3- ф,3 ХХ М 3 с 3 Р1 а 3 ЗфЪ са 3 4 а 1, 1 Р 1 Фхэво Хаааа ЦХХ 3 ЦД оду оь 33 11 О ф 333 Х ЯФ"Р"х1 ж 5 цхх 1 Л 3 а 3 Л ф 60% 3 Ч С 4 Ч ООм 3 О Ч33 О М 3 М 3М 3 д 33 х 1 В 91 Х ф 1р 1 р11 о о 1 Х 1 а 1 ю 1к 1 а ц х 1 1 ф