Чугун

Союз СоветскииСоциалистическихРеспублик он 773123 К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт. саид-ву(22) Заявлено 27.03,79 (21) 2742222/22-02с присоединением заявки Но -(51)М. Кл.з С 22 С 37/10 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(53) УДК 669,13- -018,2(088,8) Дата опубликования описания 251080(72) Авторы изобретения М. И. Карпенко, В. И, Дроздов., Л.А. Карписонов, А.В. Майдан, А. К. Карпов и Н. М. Кудан Гомельский филиал Белорусского политехнического" -" " -.: института(54) ЧУГУН Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию высоко- прочных чугунов для изготовления деталей, работающих в условиях динамических и циклических нагрузок.Известен высокопрочный чугун следующего химиЧеского состава, вес,Углерод 2,2-3,4 Кремний 1,5-3,5Марганец 3,5-6,0Хром 0,05-0,25Медь 0,5-2,5агний 0,03-0,12Железо Остальное Чугун имеет мартенсито-аустенитно-карбидную структуру металлической основы с включениями графита шаровидной формы и высокий предел прочности при изгибе 1.1 Однако у известного чугуна низкие пластические свойства: относительное удлинение до 2 и ударная вязкость 1,3-1,8.2"известен также чугун с шаровидным графитом, содержащий 0,05-3,0 вес нитрида бора. К нитрнду бора могут быть добавлены в сумке до 4 свинец, сера, селен, теллур и/или кальций. Этот чугун обладает повышенной спо" собностью к механической обработке(2.Однако известный чугун характеризуется недостаточной динамической прочностью, что затрудняет его использование для изготовления деталей ходовых узловмеханизмов и машин.Наиболее близким к предлагавкому по технической сущности и достигаемому результату является чугун, срдержащий, вес.:Углерод 2,1-3,3Кремний 2,0-3,8Марганец 0,1-0,8Хром 0,001-0,2Никель 0,001-03Иттрий 0,001-0,1Алюминий 0,001-0,1Железо ОстальноеВместо иттрия чугун может содержать элемент, выбранный иэ группы, сожержащей стронций, церий и лантан.Известный чугун в литом состоянии имеет предел прочности при разрыве 28-62 кгс/мм, ударную вязкость 1,8- 3,9 кгс/ими"и твердость 169-269 НВ 33Недостатками известного чугуна являются низкие упругопластическиесвойства, особенно при низких темпе.ратурах.Цель изобретения - повышение пластичности и динамической прочностичугуна.Поставленная цель достигается тем,что чугун дополнительно содержит нитрид бора, стронций, магний и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:углерод 2,1-3,3Кремний 1,3-2,5Марганец 0,2-0,8Хром 0,005-0,12НикельОс 001-0)25Нитрид бора 0,001-0,15Стронций 0,001-0,12Алюминий 0,001-0,08Иттрий 0,001"0,07Магний 0,001-0,05Кальций 0,001-0,03Железо Остальное,Чугун может содержать вместо иттрия элемент, выбранный из группы,содержащей цирконий, цинк, церий илантан в количестве 0,001-0,07 вес.Ъ,В табл. 1 приведены примеры составов ряда чугунов,В табл. 2 приведены свойства предлагаемого высокопрочного чугуна в литом состоянии.Плавку чугуна производят дуплекспроцессом в вагранке дуговой электропечи с кислой футеровкой с температурой 1400-1430 С. В электропечи производят перегрев до 1490-1530 фС иминимальную подшихтовку. В качествефлюса, защищающего поверхность чугуна от окисления при внепечной, обработке, используют технический криолит (ГОСТ 10561-73), для сфероидиэирующего кодифицирования чугунакомплексные модификаторы ЖКМКиЖКМК, а для графитизирующего модифицирования и получения требуемой структуры и свойств в отливках - ферросилиций и стронций.Для проведения испытаний отливаютз сухие оболочковые формы технологические пробы деталей ходовых узлов 5 комбайнов КСКи образцы для механических испытаний из предлагаемого (табл, 1, составы 1-15) и известного (составы 1-11) чугунов и сопоставляют в одинаковых условияхиспы(р тания.Проводят также металлографическиеисследования отливок, которые показывают, что предлагаемый чугун составов 1-15 имеет более мелкозернистую 1 структуру, чем известные в отливкаханалогичной толщины, и большее коли чество включений шаровидного графитана единицу площади, что обеспечиваетлитым изделиям более высокие эксплуатационные свойства при работе в ус ловиях динамических и цилиндрическихнагрузок, в частности деталям ходовых узлов машин и механизмов.С целью получения данных для сопоставительного анализа из каждого 25 состава испытывают не менее трех образцов. Испытания на динамическуюпрочность проводят на маятниковомкопре МК, Механические испытанияпоказывают, что наименьшим временным З 0 сопротивлением (47,5 кгс/мм ) обладает чугун состава 11, а для всех других составов временное сопротивление - более 55 кгс/ммКак видно иэ результатов испытаний, предлагаемый высокопрочный чугунобладает более высокими показателями динамической прочности какпри обычных, так и низких температурах. Он легко обрабатывается резанием, технологичен и предназначен 40 для отливок с толщиной стенок от 3до 65 мм.,2 5,7 5 3 64 8,1 О,З 7,12,1 1 З 5,з 1,2 2,6 5,4 1,8 3,3 2,2,1-3,3 1,3-3,5 0,2-0,8 ,005-0,12 ,001-0,25 435/34 Тираж 694 Подписно НИИПИ Зака филиал ППП Патент ,г.ужгород,ул.Проектная,Формула изобретенияЧугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, иттрий и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения пластичности и динамической прочности, он дополнительно содержит нитрид бора стронций, магний и кальций при следующем соотношении компонентов, вес,Ъ:УглеродКремнийМарганецХром 0Никель 0 Нитрид бора 0,001-0,15Стронций 0,001-0,12Алюминий 0 001-0 08Иттрий 0,001-0,07Магний 0,001-0,05Кальций 0,001-0,03Железо Остальное.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 487158, кл. С 22 С 37/00, 1975.2. Патент Японии Р 50-14967,кл. С 22 С 37/00, опублик. 31.05.75.3, Авторское свидетельство СССРМ 536248, кл, С .22 С 37/10, 1976,