Серый чугун

О П И С А Н. И Е (и 933780ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическиеРеспублик(5 )М. Кл. С 22 С 37/10 Ъеударетеекый кемитет СССР ав делам зебуетений к открытеХОпубликовано 07,06,82, Бволлетень М 21 Дата опубликования описания 07.06,82(5 Ц СЕРЫЙ ЧУГУН 3,2-4,5 1,6-2,2 0,5-1,1 О, 16-0,20 0,16-0,25 Остальное УглеродКремнийМарганецТитанЦирконийЖелезо тв 3Изобретение относится к металлур гии, конкретнее к изысканию серых чу гунов перлитного класса в состоянии отливки.Известен серый чугун1 следующего химического состава, вес.3: В качестве примесей известный чугун содержит, вес.Ф: Фосфор До 0,2Серу До 0,12Хром До 0,1Никель До О,1Однако этот чугун характеризуется недостаточно высокой износостойкостью в литом состоянии и нестабильностью структуры и твердости в отливках с толщиной стенок от 8 до 80 мм.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является серый чугун ф21 следующего химического состававес.4:Углерод 2,8-3,6Кремний 1,4-2,6Марганец 0,8-16Цирконий 0,05-0,15Иттрий . 0,06-0,12Редкоземельные металлы 0,08-0,20Железо Остальное.Недостатками известного чугуна являются низкие трещиноустойчивость иизносостойкость, нестабильность перлитной структуры и твердости в от ливках с толщиной стенок от 8 до80 мм.Цель изобретения - повышение трещиноустойчивости иэносостойкости и933780 Предел прочности при растяжении, кгс/ммфпри изгибе Стрела прогиба (при расстоянии между опорами 600 мм), мм Твердость, НВ 24-36 44-56 9-15197-229 Таблица 1 е е ааааа аааа Компоненты Содержание еес.Ф в чугунах составов Предлагаемых Известного 2,8 2,8 3,4 3,5 3,4 3,1 Углерод 2,8 24 20 24 2,8 24 2,0 Кремний 0,8 0,8 1,6 1,6 1,2 1,2 МарганецИттрийЦирконий 007 01 01 0,03 0,1 0,03 0,07 0,08 0,08 0,08 0,02 0,05 0,02 0,05 0,05 0,10 0,15 0,01 РЗМ 0,01 0,10 0,05 0,25 0,10 0,5 0,23 0,10 ТитанСурьма 0,5 0,10 0,06 0,10 0,02 0,02 0,07 0,05 0,03 0,01 0,01 0,03 0,05 Яэот 0,06 0,01 0,03 КальцийБарий 0,04 0,06 0,01 Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Велезо е е а а а 3стабилизации перлитной структуры итвердости в отливках с толщиной стенок 8-80 мм,Цель достигается тем, что серыйчугун, содержащий углерод, кремний,марганец, цирконий, иттрий редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит титан, сурьму,азот и элемент, выбранный из группы,содержащей кальций и барий, при следующем соотношении компонентов,вес.4:Углерод 2,8-3,11Кремний 2,0-2,8Иарганец 0,8-1,6Цирконий 0,02-0,08Иттрий 0,03-0,1Редкоземельные металлы 0,01-0,1Титан 0;Т,5Сурьма , . 0,02-0,1Азот О, 01-0, 05Элемент,выбранныйиз группы,содержащейкальций ибарийЖелезо П р и м е Р. Описываемый серый чу.гун выплавляют в вагранках или вэлектропечах. Температура выпуска влитейные ковши 1370-1430 С. Во время % выпуска чугуна производят присадкуазотированных ферросплавов и комплексных модификаторов. Иодифицированный чугун разливают в литейные формыпри 1230- 1350 С,1 О Серый чугун имеет следующие механическйе свойства в литом состоянии: 25В табл. 1 приведены составы известного и предлагаемого чугунов, втабл. 2 - результаты испытаний ихсвойств в отливках и исследованийструктуры.933780 Формула изобретения ф 00,1"0,50,02-0, 10,01-0,05 0,01-0,06 Остальное ВНИИПИ Заказ 3869/10 Тираж 660 Подписное филиал ППП "Патент"г, Ужгород, ул. Проектная, 4 В предлагаемом чугуне азот является легирующим компонентом и практически весь связан в устойчивые к растворению в железе нитриды титана, циркония, иттрия и редкоземельных металлов, дисперсность которых находится на уровне 003-1,2 мкм, Такие дисперсные частицы являются эффективными центрами кристаллизации, способствующими измельчению структуры 1 ф чугуна, что приводит к повышению износостойкости. Наличие кальция илй бария в указанных пределах способствует очистке границ зерен от неметаллических включений и более равномерному распределению нитридов в матрице чугуна, измельчению графита в отливках, В известном чугуне по границам литого зерна располагаются относительно крупные карбиды (диаметром до 7-20 15 мкм) что снижает трещиностойкость чугуна, его эксплуатационные и прочностные характеристики.Как видно из табл, 2, величины трещиноустойчивости и других эксплуатационных свойств для составов 1 - 6 превышают те же величины у известного серого чугуна, При испытании чугунов на износостойкость в условиях газообразного изнашивания и трещино- Зф устойчивость в литом состоянии в качестве эталона используют известный серый чугун с пластинчатой формой графита марки СЧ 24-44 (ГОСТ 1412- .70)износостойкость и трещиноустойчивость которого условно принята за 1004.Сурьма в количестве 002-01 вводится как эффективный стабилизирующий перлит элемент: при введении ее до Ю 9024 влияние незаметно, а при увеличении содержания ее более 0,1 ухудшается трещиноустойчивость. Титан вве. ден как эффективный нитридообразую" щий элемент в количестве 01-0,53 м меньшее его содержание не обеспечивает положительного эффекта, а большее, свыше верхнего предела при выбранных составах других нитридообразующих компонентов, снижает показатели тре щиноустойчивости и износостойкости, приводит к образованию перлито-феррит ной структуры.Термическая стойкость определяется йо количеству циклов нагрева до 900 С и и охлаждения в воде до образования первых трещин,Использование предлагаемого серого чугуна для изготовления литых изделий, работающих в условиях резких перепадов температур и газоабразивного изнашивания, обеспечивает повышение надежности и долговечности их использования. Экономический эффект от внедрения описываемого чугуна сос тавляет 210-280 тыс.руб. Серый чугун, содержащий углеродкремний, марганец, цирконий, иттрий,редкоземельные металлы и железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения трещиноустойчивости, износостойкости и стабилизацииперлитной структуры и твердости вотливках с толщиной стенок 8-80 мм,он дополнительно содержит титан, сурьму, азот и элемент, выбранный изгруппы, содержащей кальций и барий,при следующем соотношении компонентов, вес,4:Углерод 2,8" 3,4Кремний 2,0-2,8Марганец 0,8-1,6Цирконий 0,02-0,08,Иттрий 0,03-0,1РедкоземельныеметаллыТитанСурьмаАзотЭлемент,выбранныйиз группы,содержащейкальций ибарийЖелезо Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 590352, кл. С 22 С 37/1 О, 1978. 2. Авторское свидетельство СССРй 692887, кл. С 22 С 37/10, 1978,