Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 19 1)5 С 22 С 37/1 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР ОМИТЕТ ОТНРЫТИ ИЗ ТЕНИЯ ВТОРСНОМУ 48 литья АН УССР единение е и стаоти держа- оженно(71) Институт проблеми Производственное объ(56) Авторское свидетельство СССРР 981428, кл. С 22 С 37/10, 1979.Авторское свидетельство СССР(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при проИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке состав чугуна для отливок деталей компрессоров.Цель изобретения - повышени билизация механических свойств в ливках с толщиной стенок 5-15 мм снижение брака по несоответствию структуры в отливках.Выбор граничных пределов со ния компонентов в чугуне предл го состава обусловлен следующим,Однородность структуры и свойств в разнотолщинных сечениях отливок до стигается при содержании в металле 0,006-0,010 мас.% остаточного церия и в указанных пределах оптимально и достаточно для переохлаждения распла ва при эвтектическом превращении и изводстве деталей компрессоров. Цель -повышение и стабилизация механическихсвойств в отливках с толщиной стенок5-15 мм и снижение брака по несоответствию структуры. Новый чугун содержит,мас.%: С 3,55-3,65; Ях 1,9-2,2; Мп0,3-0,5; Сг 0,05-0,10 А 1 0,008-0,012;РЗМ (цериевой группы) 0,006-0,01;8 0,03-0, О 5; Р 0,05-0, 10 р Си О, 1-0,3 рГе остальное. Дополнительный ввод всостав чугуна меди и изменение в немсоотношения углерода при равенстве8/С 0,52-0,62 позволили повысить НВв 1, 1-1, 16 раза, б в 1,2-1,24 раза,стабилизировать НВ и 5 б в отливкахс толщиной стенок 5-15 мнн и устранить брак отливок по несоответствиюструктуры. 1 з.п. ф-лы, 2 табл. стабилизации структуры. Окислы и сульфиды церия не выделяются по границам зерен, а служат зародышами при кристаллизации расплава, что увеличивает дисперсность перлита и способствует росту прочностных характеристик и обрабатываемости. При содержании ос таточного церия менее 0,006 мас.% эффект стабилизации структуры и свойств в разнотолщинных сечениях отливок практически исчезает, а в тонких сечениях наблюдается отбел до 0,002 м. При увеличении остаточного церия бо-. лее О, )10 мас.% заметно увеличивается ваЬ количество меррита в структуре матрицы и ухудшается однородность свойств и обрабатываемость.Медь в концентрациях менееО, 10 мас.% на дисперсность перлита нео казывает влияния. В интервале содер(кания 0,10-1,30 мас. , меди в чугуне (редложеннаго состава повьппается дис" (ерсность перлита при соответствующем (увеличении прочности и перлитизациитрицы. В более высоких концентрациях медь, незначительно увеличивая прочность, способствует выделению междендритного графита( и цементита.Алюминий в концентрациях ),)08- 0,012 мас.снижает предусацочное расширение, склонность к отбелу и к образованию усадочных пустот. При меньших концентрациях алюминия снижается 15 граЪитизация чугуна, при больших ухудшается однородность микроструктуры в разнотолщинных сечениях отливок.Установлено, что при углеродном 20 ; эквиваленте 4,2 - 4,30 мас.Х оптимальное содержание углерода должно,составлять 3,55 - 3,65 мас.Х, при этом , полностью устраняется отбел в сеченн ях ,008-0,)1) и и достигаются прочностные характеристики. марок СЧ 18и СЧ 20. При уменьшении содержания уг, лерода менее 3,55 мас.наблюдается отбел 0,0005-,001 м, прч увеличении содержания углерода более 3,65 мас.Х 30 снюкаются прочностные характеристики металла до уровня марок СЧ 10, СЧ 15. Максимальная прочность металла в отливках и отсутствие отбела достигаются при содержании кремния 1,90 - 2,20 мас.Х и соотношении Бъ,7 С от 0,50 до ),60. При содержании кремния ниже 1,90 мас,на кромках отливок наблюдается отбел, превышение содержания 2,20 мас.вызывает Аерритизацию матрицы, так как снижаются однородность структуры и сваиств в разно- стенных сечениях.Содержание марганца ограничено ин- (5 тервалом О, 3.) - ), 5 мас .Х, При мень" шем содержании марганца в структуре матрицы увеличивается количество Меррита, при большем, чем ),50 мас, . укрупняется перлит, 50Установлено, что содержание серы в чугуне предложенного состава должна находиться в интервале ,)3-0,5 мас. . При большем содержании серы в структуре отливок появляется меядещрит-. ный грант, достижение содержания серы ниже 0,03 мас.связано с увели" чением остаточного содержания церия, а это йерритизирует матрицу и ухудшает однородность свойств и обрабатываемасть.Содержание Мостара и хрома - примесных элементов - находится в обычных пределах и влияния на качество литых изделий не оказывает.П р и м е р. Чугун с пластинчатым графитам состава, мас.Х: С 3,50-3,70; Бз. 1,80-2,4; Мп 0,20-0,60; Си 0,05- 0,4.); Се 0,005-0,012; А 1 0,005-0,)15; Сг 0,05-0, 13 у Б 0,2-0,06; Р 0,04- 0,10, выплавляли в индукционных печах ИЧТ)М 2 для заливки безопочных форм на автоматических линиях Дисаматик. Из печи расплав чугуна сливали в разогретый до 11К раздаточный ковш вместимостью 70) кг и вводили под струю 0,015-,2) мас.Х цериевого мишметалла МЦи ),05-0,10 мас.Х алюминия. Содержание кремния в заяв" ленных пределах достигали вводом в расплав ферросилиция ФС 75 или ФС Ба. Для гамагенизации и перемешивания расплава производили продувку воздухом через пористые элементы днища ковша. Металл передавали в заливочный пролет и переливали в заливочные ковши вместимостью 150 кг. Производили заливку деталей компрессоров бытовых холодильников массой до 1,0 кг с толщиной обрабатываемых стенок 5-15 мм. Параллельно с отлиьками заливали заготовки 4 30 мм для изготовления стандартных образцов для проведения механических испытаний, После выбивки из стенок отливок были вырезаны образцы для металлограйических исследований, механических испытаний на образцах 6 5 мм, оп; ределения твердости и химического состава металла в отливках, а также определения содержания остаточного церия. МеталлограАические исследования проводили методом сравнительной оценки с эталонами ГОСТа 3443-87. Был выплавлен и обработан цериевым мишметаллом чугун с пластинчатым грайитам по прототипу, в аналогичных условиях залиты отливки и стандартные образцы для испытаний.Результаты исследований приведены втабл 1 и 7Как следует из табл. 1 и 2, дополнительный ввод в состав предложенного чугуна меди и повышение в нем содержания углерода при соотношении Бь/С 0,52-0,62 позволили повысить НВ в 1,11,16 раза; Яб в 1,2-14 раза,,25 Т а Результаты сравнительныхиспытаний составов чугун мм, в сечениях Твердость металла, НВ толщиной, мм в сечениях отливки, мм Временный предел сопро тивления при растяжении) 15 5 10 9 143 164 156 7 Известный Предлоаен Нет е Нет Не То же То 7 16 4 2.)7 198 196 217. 21)4 196 207 198 193 217:09 203 217 216 203 НетТо ж1 217".29 2 191) 193 189 200 2 3 ж 207 217 217 229 229 5 5 161 стабилизировать НВ ив отливках с толщиной стенки 5-15 мм и устранить брак отливок по несоответствию структуры. Формула и з обр ет ения Чугун для изготовления тонкостенных компрессорных отливок в беэопоч ных формах, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, редкоземельные элементы, серу, фосфор и железо, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что, с целью повышения и стабилизации механических свойств в отливках с толщиной стенок 5-15 мм и снижения брака Э,28 2,95 0,43 О, 11 0,036 по несоответствию структуры в отливках, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод 3,55-3,65Кремний 1,9-2 у ЮМарганец ), 30-1), 50Хром 1), )5-0, 10Алю) 1 инчй ), 18-:), 01.).Редкоземельныеэлементы цериевой группыСераФосфорМедьЖелезо1617) 34 Продолх,ение табл. 2 ювюаеюеэае Состав Размер граФитовых вклв- Содержание перлитачений, ПГ, в сечениях 3, в сеченияхотливки, мм отливки, мм Брак от" ливок, Х 10 15 Известный редложеП 70 П 45 П 180 90 0 45 45 П 92 Н е П 96 П 96 тавитель Н.Косториойред М.Дидык Корр ект мборская . Редактор М.Келем ираж 484 Заказ 41 ВНИИПИ Гос Подпи бретениямо и открытиямб., д. 4/5 рственного комитета по 11303 5, Москва, ЖКНТ ск я оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина 90 90 90 90 90 90 90 90 45 45 П 92 П 92 П 96 П 96 П 96 П 92 П 92 П 92 П П