Чугун

Союз Советских Социалистических Республик(51)м, Кл.з С 22 С 37/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретен 71) Заявител 4 УН осится к обла ства, а именн х чугунов,чугун, соде ,2-2,6, крем ,12, желез ржащинии осфоро - ос известногонееысокийких свойств30-37 кг/мм татком ляется ханичети удли 6-12, им по техническои аемому результатувляется чугун,содер 3,2-3,6 1,6-2,6 0,1 - 0,5 0,02-0,05 0,01-0,05 0,02-0,10 Оу 05-0,15,05-0,15стальноесодержанияв чугуне (2но) выбраны ЖелезоВерхние пределы ерода и кремния ,7 соответстве 0,01-0,06 Остальное 21 . Изобретение от литейного производ производству ковкИзвестен ковки в .вес.В: углерод1,0-1,3, марганец до 0,18, сера до тельное 111 .Основным недос состава чугуна яв уровень физико-меПредел прочносОтносительноенениеНаиболее близк сущности и достиг к предложенному я жащий в вес.Ъ;УгдеродКремнииМарганецМагнииКальцииМедьАлюминийРедкоземельные металлы(РЗМ)Железо ОП ИС АНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(61) Дополнительное к авт, свид-ву(22) Заявлено 270879 (21) 2823870/22-02с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 0707.81, Бюллетень Но 25 Дата опубликования описания 07,0781.В,Скорняков, В.В.Супруненк .Н.Корниенко, Т.К.Трофимова Однако ввиду сравнительноговысокого содержания углерода икремния в этом чугуне при иервичнои кристаллизации выделяется свободный графит, что в значительнойстепени понижает его прочностные ипластические свойства.Целью изобретения является повыщекие прочности и пластичности.Поставленная цель достигаетсятем, что чугун, содержащий углерод,кремнии, марганец, магний, кальции,медь, алюминий, редкоземельныеметаллы и железо, дополнительно 15 содержит хром при следующем соотнощении компонецтов, в вес.Ъ:Углерод 1,5-2,7Кремнии 1,0- 1,7Марганец 0,1-0,7 20 Медь 0,01-0,10Алюминий0,02-0,20Кальций 0,01-0,05Магнии 0,01-0,05Редкоземель 25 ные металлы 0учетом предотврацения образования свободного графита при первичной кристаллизации чугуна и ускорения процесса зарождения и увеличения количества графитовых включении при графитиэирующем отжиге,Нижние пределы содержания углеродаи кремния (1,5 и 1,0 соответственно) являются границей, после котороипроисходит существенное снижениеколичества центров кристаллизациии образование неблагоприятной первичнои структуры белого чугуна, а также ухудшение литейный свойств сплава.Содержание марганца в чугуне впределах 0,1-0,7 выбрано с учетомполучения ферритной структуры послепроведения графитизирующего отжига,Превышение содержания марганцасверх 0,7 тормозит первую и вторуюстадии графитизации, уменьшает количество центров графитизации и способствует перлитизации металлическойосновы и снижению пластическихсвоиств чугуна, Нижний предел (0,1)содержания марганца в чугуне выбранс .учетом минимального содержанияего в исходных шихтовых материалах.Хром, оказывая легирующее действие на металлическую основу чугуна,повышает его ризико-механическиесвойства. Нижнии предел (0,05) содержания хрома в чугуне выбран с учетом начала проявления его легирующего воздеиствия. Верхнии предел(0,15) является границей, после которои хром, несмотря на присутствие в сплаве таких элементов, как углерод, кремнии, медь, кальций, магний, РМЗ, начинает усиливать свое карбидостабилизирующее деиствие, понижая механические свойства чугуна.Введение меди в состав чугуна обосновывается положительным влиянием ее на процесс графитиэации за счет уменьшения устоичивости цементита. Оптимальное количество центров графитизации (углерода отжига) обеспечивает получение высокого уров. ня прочностных и пластических своиств чугуна. Однако при одновременном ускорении первои стадии графитизации медь снижает температуру эвтектоидного првращения и способствует увеличению количества перлита при проведении второй стадии графитизации. Поэтому содержание ее в чугуне до 0,10 является предельным, превышение этого предела способствует перлитизации металлической основы и снижению пластических свойств чугуна. При содержании меди в чугуне ниже нижнего предела (0,01) ее влияние на про- Ц есс графитизации незначительно.Введение алюминия в состав чугуна обосновывается проявлением его сильного графитизирующего воздеиствия при термическои обработке,Нижнии предел (0,02) является границеи, после которои наиболее заметно проявляется его графитизирующее деиствие. Верхний предел (0,20)5 ограничивается тем, что превышениеего вызывает выделение свободногографита при первичнои кристаллизации чугуна и оказывает деглобуляризирующее влияние на ФормированиеО графита,Нижний предел (0,01) содержания магния в чугуне является границеи,после которой магнии, в совокупности с РЗМ и кальцием, начинает15 проявлять свое сфероидизирующее влияние на Формирование графита, повышаямеханические своиства чугуна. Превышение содержания магния в чугунеболее 0,05 вызывает наступление"эффекта перемодифицирования" ухудшение формы графитовых включений)и как следствие - снижение физикомеханических свойств чугуна. Магнии, несмотря на то, что он является отбеливаюцим элементом, понижаетустоичивость цементита, ослабляеткарбидостабилизирующее действиехрома и способствует ускорению процесса графитизации при проведенииотжига.30 Влияния РЗМ на формирование структуры чугуна аналогично действиюмагния, Содержание РЗМ в чугуне впределах 0,01-0,10 выбрано с учетом оптимального содержания магния35 и кальция. Деиствие РЗМ, магния икальция усиливается при их совместном вводе в чугун, Понижение содержания РЗИ ниже нижнего предела0,01) уменьшает глобуляризирую 4 О щии эффект, превышение верхнего предела (0,10) вызывает явление пере.модифицирования. РЗМ, кроме того,оказывает легирующее влияние на чугун, создавая дополнительные условия для повышения его Физико-меха 45 нических своиств,Кальций оказывает графитизирующее и сфероидизирующее влияние наструктуру чугуна, Содержание его вколичестве 0,01-0,05 является опф тимальным для выбранных содержаниимагния и РЗМ. Превышение содержаниякальция в чугуне выше верхнего предела (0,05) вызывает, кроме того,образование большого количества шла 55 ка в процессе приготовления спла-ва,Результаты исследовании своиствчугуна предлагаемого состава приведены в прилагаемом акте испытании.ПримерБыли выплавлены чугуны предлагаемого состава и известного Г 21 Результаты исследования механических своиств этих чугунов приведены в таблице.Составитель Г.ДудикТехред Н,Келушак Корректор Н.Габинец Редактор О.Иванова Заказ 4220/7 Тираж 681 ПодписноеВ 11 ИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Е, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП Патент, г,Ужгород, ул,Проектная,4 Выплавку чугуна осуществляли в высокочастотнои индукционнои печи М 1 Пна шиите, состоящеи из чушковых чугунов и стального лома, Жидкии чугун перегревали до температуры 1500-1520 ОС, выдерживали в течение 10-15 мин и выпускали в разливочный ковш, на дно которого помещали модификатор - силикомишметалл (СИМИШ), содержащии в своем составе: 15-25 РМЗ, 45-50% 81, 3-5% А 1, 2-5 Са, 3-5 МЧ, Ре остальное, Модифицированным чугуном заливали образцы для проведения испытаний на растяжение по ГОСТ 1215-59, Отлитые образцы подвергали отжигу по режиму: нагрев до 950 ОС ь течение 4 ч, выдержка при этой температуре в течение 9 ч, далее охлаждение до 760 о С в течение 1,5 ч и медленное охлаждение с 760 до 10 оС в течение 8 ч, дальнейшее охлаждение до 100-2000 С в течение 4 ч, Параллельно с изготовлением предлагаемых чугунов отливали известный чугун 1 23. Режим термообработки был аналогичен режиму отжига чугунов предлагаемого состава.Результаты проведенных исследований показывают (табл.), что чугугы предлагаемого состава имеют прочность на 7-11 кгс/мм , а относитель 2ное удлинение в 1,5-2,0 раза выше, чем изве гный чугун 1.21.Использование чугунов предлагаемого состава позволяет снизить вес деталеина 10-15 при одновреманном повышении их нацал;ности и долговечности на 20.Экономическии эффект от использования чугунов предпагаемого состава составляет 90 рублеи на каждои тонне годного литья. Чугун, содержащий углерод, кремний,марганец, медь, алюминий, кальций,магний, редкоземельные металлы и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения прочности и 15 пластичности, он дополнительно содержит хром при следующем "оотношении компонентов, в вес.Ъ:Углерод 1,5-2,7Кремний 1,0-1,7.Марганец 0,1 - 0,7Медь 0,01-0,10Алюминий 0,02-0,20Кальций 0,01-0,05Магний 0,01-0,05Редкоземельные металлыХромЖелезо Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Аронович М.С., Лахтин Ю.Ы.Основы металловедения и термическойобработки. М., 1952, с.349.2. Ангорское свидетельство СССРМ 648638, кл, С 22 С 37/10, 1977.