Ковкий чугун

/10 5 С 2 ТВЕННЫЙ КОМИТЕТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМСССР ГОСУДА ПО ИЗО ПРИ ГК У СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОР(57) Ковкий чугун с повышенными уппластическими свойствами относится.БаСССР ится к метал гунам с павы ми свойстваизготов дования и ли ощих при в лургии, шенными, исления тых де- ысоких имч для обор бота ащий,3 (4 й чугун мас.%: едующего хи хРедкоземСераЖелезоИэвестньтельными слупературахковкого чугун ельные ме и чугун облжебными г,до 500" Са после тер Изобретениев частности, к ковкми упруго-пластипользуем ы мтехнологическоготалей машин, раударных нагрузкаИзвестен коекмического составаУглеродКремнийМарганец 2,3-2,7 1,9-2,3 до 0,4 до 0,05 аллы 0,1-0,3до 0,025 остальное, дает удовлетвориойствами при темПлотность этого мической обработЖ 1772207 А 1 ласти металлургии. Сущность изобретения: ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, алюминий, дополнительно содержит медь, молибден, никель и нитриды одного металла, выбранного из группы, содержащей ванадий и титан, при следующем соотношении компонентов, мас,%: углерод 2,1-2,9; кремний 0,6-1,6; марганец 0,3-0,9; медь 0,03-1,3; церий 0,03- 0,08; молибден 0,3-0,8; никель 0,8-2,1; алюминий 0,0.",-0 05; н:лтриды одного металла. выбранного иэ группы, содержащей ванадий и титан, 0,02-0,17 и железо - остальное, Предел выносливости при изгибе составляет 523-582 МПа, 2 табл,ки 7,12-7,16 г/см, удельная теплоемкость -з0,018-0,115 кал/,ОС), Чугун обладает низкими упруго-пластическими свойствами и недостаточной термической стойкостьюИзвестен ковкий чугун, содержмас.%:Углерод 2,5-2,9 Кремний 0,9-1,3 Марганец 0,3-0,6Молибден 0,48-0,84 Алюминий 0,02-0,025 Железо остал ьное.Известный чугун может содержать те нологические примеси, мас,%: фосфор до 0,20; сера до 0,18 и хром до 0,08.Известный чугун имеет удлиненные циклы плавки и термической обработки, но недостаточные служебные и упруго-пластические свойства. Ударная вязкость чугуна не превышает 50 Дж/см .2Гредел вынаспивосипри изгибеКонтактно-устал остнаядол.овечнасть 3 2-3.) "ьс, Г)иклЗксплуатационна 5стойкость 155.)-1800 , ф.Недостатком извес- но а ковкога чугуна5111 ляется низкий предал выносливости приизгибе,Цель изобретения - гавышение ударнсусталостнюл долговечности и предела в.1- "0110 спивости при изГибе,1 ОСТВВленная ЦЕль ДОСГиГЗЕГСЛ Тем, ч,Эковкий чугун, садержаций угт)ерод, к)18 мний, марганец, алюминий, церий и железо,Дополнительно содержит медь, никель, л олибден и н)лтриды одного л 18 талла, выбран:ОГО из г 1 уппы, соДеоткаДей Ч и П, Гиас,(о,У) 800 3 1 э ГКремний 0,9-1,6 4 "1410-450 Ь 1 а; Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве пОос)типа, является ковкий чугун. Содержащий, мас.,ь:Углерод 2,5-2,9Кремний 0 8-1 2 5Марганец 0,3-0,6АЛ)ОМИНИ 11 0,02-0,03Церий 0,10-0,15Самарий 0,10-0,15Железо остальное, 10Чугун этого состава выг)лавляОт в индукционных печах с кислой футеровкой сиспользованием в качестве шихговь)х матеоиалов передельного чугуна, сального лома, ферросилиция и ферромарганца; При 15достижении температурь) 1500 ОС произвадятфракцыанную разливку ме алла, Вь)пск,":еталта ас,Дес.Вля)от в разогретый до400:.: 10 С и чистый от )ас)ьЛе)л ковш сзагруженъи 4 и )а Дно расчетными колч),"ст" .(0вами модификатора)з - церич и самария,Оспе Очистки цлака л достижения температуры 1320:.5 С заливают песчано-Гли)лстые формы, Термическу)0 обработкупроводят по режиму: нагрев до 350-400 С, 25выдержка 4 ч, агрев до 950-1050 С, вь)держка 8 чохлаждение с печь)о До 720 С, выдержка 2 чаканчэте 1 ьное Охлаждение спечь)0,Механические свойства известнога ковКОГО ЧГУ 11 а.Предел рс-)ос)и 05)ир;)с 51:кен 5 и, у Г)а я 45- -и т)ОтносительноеМарганецЦарилМедьМолибденНикельРЛ)ОМИНИйНитриды одного металла,выбранного из группы,содержащей ванадийи титан 0,02-0,17Железо остальное,Существенными отличиями предлолкенного технического решения цвляются дополнительное легирование чугуна медью,никелем и молибденом и модифицированиенитпидами ванадия или титана, чта значиГетть 510 павыает и Оедел ВынаслиВОсти прилзгибе и ударна-усталастнуо долговечНОСТЬ. 0,3-0,9 0,03-0,08 0,3-1,3 0,3-0,8 0,8-2,1 0,02-0,05Аналлз предложенного техническогооеиеыя по:(азап, что на данны)л моментНОИЗВ 8 С 1 Ь) ТСХ)И 18 СКИЕ РЕ)08 НИ 51, В КОТОрых были бы отражены эти отличия, которые5 ВляОтсл н 80 бхаД)лмыми и Досататачнымидля достижения положительного эффекта.:та и Оэнал 518 т сделать ВыВОд 0 там, Та дан"ные 0 lИчи 5 явля)атс 51 существенными.Опьггные плавки проводят дуплекс-про 18 ссом Ва ра)ка - дуговая электрапечь,злтп 1 ратура чугуна доэвтектического сос 10 та .)и Ыпуске из ва)рагки 1380400 С, а температура легированнсрасплава г 8)эед вьпускал из дуговой печи -480-1520" С. 1)лкролегирова)Ие чугчна изл 1 ельче)Пы 5 и брикета, и нитрилов титанаилы ванадия производят в барабанных разлигОч)ых кОвшах емкссть)0 " т, Заинку ч 1 уна производят при температуре410-1430 после модифицирования рас. лана ерроцер. Ом и алюминием в песчано-Глинистые литейные формы,устанавле)ные на напольном конвейере.Нике,ь и молибден повыша;от устойчивость бей Ита, предел выносливосги при изгиба и ударно-у(ггалостнуо долговечность,Од-ш (э пры их содержании выше 0,8 и 0,3мас,;ь рас,ет количество неметаллическихв:пючений по Границы зерен и снижаютсяГ;Ласл ИЧО.КИЕ СзайСтна,Образцы 1 Отллнки из чуГунаВ Опытныхплавок гОдвергаются аустенизации при0,02-0,17;остальное существенного влияния на ударно-усталостную долговечность, поэтому он исключен из состава предложенного чугуна,Дополнительное введение меди в количестве 0,03-1,3 мас,% обеспечивает измельчение 1 рар 1 лта, повышение удароустойчивости, прочности и стабильности механических свойств, что обеспечивает существенное повышение сопротивляемости ударным нагрузкам и ударно-усталостная долговечность недостаточна, а при концентрации меди более 1,3 мас,% увеличивается ликвлдация и снижаются упругопластические свойства,При увеличении концентрации марганца более 0,9 мас.% и церия более 0,08 мас.% возрастаат остаточные напряжения и бой отливок при выбивке, возрастает тормозящее вл 1 ляние на графитизацию и снгскается сопрогивляемость ковкого чугуна удар 1 лы 1 ч нагрузкам и трещ 1 лнэм, чго снижаетударноусталостную долговечность. При оптимальных их предслах упруго-пластические свойства име 1 от высокие значения, а при концентрацил марганца менее 0,30 мас,% и церия менее 0,030 мас,% увеличлва 1 отся размерь графитных включений и углерода отжига, что снижает механические и эксплуатационные свойствэ,Свойстве ос, -.вных элементов ( п 1 ерод 2,10-2,9 м- .% и кремний 0,9-1,6 клас.,%) при;ятоз необходимости получения стру с; уры белого чугуна в отливках беэ наличия граф 1 итных вкл;оченил, сокращения цикла термообработки л получе;1 ия структуры ковкого чугуна с диспсрсными включениями углерода отжлга, сг 1 особству 1 ощигли повышени 1 о упруго-г ластических свойств, При увеличении конце 1 гграции выше верхних пределов 1 л н 1 л;.,;е н 1;)кних пределов стабильность структуры удаоно-усталостной долговечности и упруго-пластических свойств снижается,5 10 15 20 25 30 3540 Содержание модифицирующих компонентов (алюминий 0,02-0,05 мас,фь нитриды 0,02-0,17 мас.%) принято от концентраций, с которых начинает оказываться их модифицирующее влияние на структуру и свойства чугуна и ограничение концентрациями, выше которых снижается фактор формы углерода отжига, повышается содержание неметаллических включений по границам зерен и снижаются ударно-усталостные свойства,В качестве технологической примеси чугун может содержать 0,02-0,06 мас,% фосфора.В табл. 2 приведены результаты испытаний ковких чугунов известного и предложенного составов.Как видно из табл. 2, предложенный ковкий чугун обеспечивает более высокие упруго-пластические свойства и ударно-усталостную долговечность, чем известный.Формула изобретения ловкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, церий и железо, о т л и ч а 1 о щ и й с я тем, что, с целью павы щения ударно-усталостной дол говечности и предела выносливости при изгибе, он дополнительно содержит медь, молибден, никель и нитриды ванадия или титана при следу 1 ощем соотношении компонентов, ма с,",углеро п 2,1-2,9;кремний 0,9-1 Я; марганец 0,3-0,9;церий 0,03-0,08; медь 0,03-1,3;молибден 0,3-0,8,никель 0,8-2,1; алюминий 0,02-0,05; нитриды ванадия илититанажелезосО лоо л сс м сч мч мссоюооооолл л л ььооооооо Л ь-СО ооо и м л О 1 -тл о о о1 1 11 О 11 1111 1 1 1 1 3 111 1 со 11 1 сч лл оол л л ЮЮЮ 1- сч о счл лоо М сч М л Щ лс лс м л О .о4 Оц у 1 Х Еад 3- Х 1 й щ сч лл ооьь л юор оМ сч л л оо о 3 1сьц 1ь 4 11 1 1 1011 1 л 1 л 9 1 Ох 1 А 1 С 1 Х 1 Ха 1 ф 1:Ул с СОь ь,О О л МцЗ ОЭ М СССО М ООООООО л л л л ьь л л еь ЮООЮООЮО сч ь-, - сЧ Олл ОООО сЧ 3 31 11 с1 чол 1 1ц о( 1 Х х х3 мс оо Мо оОл л л лООООРООл ЩЧ 3 Л мо ол лоо сЧ Ю 1 а а л1 1,з,ух1 ХХ 1 1це9 1за1 13 СЧ 1 11 Щ О оъ 1111в 11 11.=3 1 О М СЕ ОЪ СЧ ь- СЧ 1 П 9 дСЧ 3 Ч,3 СЧ Ооююоол лОоооо ООООО сс 1:голо111 О1 щМ