Чугун

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 280581 (2 т) 3293018/22-02 И 1 М КП сприсоединениемзаявки ЙоС 22 С 37/00,Государственный комитет СССР по делам изобретений. н открытий(23) Приоритет -Опубликовано 30,12 я 2 Бюллетень Йо 48 Щ УДК 669. 13" -196(088.8) Дата опубликования описания 301282(72) Авторы изобретения Б.А.Чепыжов, С.Н.Ленах, А.Г.Слуцкий М.А.Цейтлин, Ю.П.Белый и Г.ф В.Н.Се Андрее лорусский ордена Трудового Красного Знам политехнический институт.ТитанВа нади 3Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам чугунов для получения отливок, работа.- ющих в условиях термоциклирования,Известен чугун, содержащий, вес.Ъ,Углерод 2,8-3,3Кремний 0,5-1,2Марганец 0,5-0,8Церий 0,04-0,08Иттрий 0,02-0,07Железо ОстальноеВ литом состоянии этот чугун имеет предел прочности при изгибе 4855 ф кгс/ммНедостатком указанного чугуна является низкая жидкотекучесть, износостойкость и термостойкость. Наиболее близким к предлагаемомутехнической сущности и достигаеморезультату является чугун, содерщий,вес.В:Углерод 2,9-3,5 КремнийМарганецХромНикельТитанВанадийЦерийЛантан О,Неодим 0,001-0,01Алюмйний 0,001-0,1Железо ОстальноеИзвестный чугун обладает достаточно высокой прочностью при разрыведо 32 кгс/мм)и не склонен к образованию отбела в тонких сечениях. Вместе с тем, он не обеспечивает требуемую термостойкость и равномерное распределение твердости в различных сечениях отливок. В частности, в толстых сечениях отливок наблюдается выделение феррита при охлаждении в форме, 5 Цель изобретения - повышение териостойкости и выравнивания твердости в отливках с толщиной стенки от5 до 40 мм.Указанная цель достигается тем,: 20 что чугун содержит углерод, кремний,марганец, хром, никель, титан, ванадий, церий, лантан, неодим, алюминийи железо в следующем соотношении,вес.Ъг25УглеродКремнийМарганецЦерий 0,005-0,2Лантан 0,001-0,01Неодим 0,001-0,01Алюминий 0,001-0,1Железо ОстальноеПримеси:5Сера До 0,12фосфор До 0,12В предлагаемом составе по сравнению с известным повышено содержание марганца. 1 ОНижний предел содержания углерода 2,9 ) и кремния 1,6) установлен с целью исключения в структуре чугуна эвтектического цементита и обеспечения хорошей жидкотекучести. Верхние пределы по углероду 3,5) и кремнию 2,4 ) установлены исходя из условия кристаллизации чугуна без выделения феррита в процессе охлаждения отливок.Нижний предел содержания хрома 0,1 ), никеля 0,05 ), титана 0,03) и ванадия 0,05) обеспечивает требуемую прочность и износостойкость чугуна, а верхний предел соответственно 0,4, 0,4; 25 0,15; 0,3) - получение литой структуры без образования первичных карбидов вышеуказанных элементов.Содержание церия 0,005-0,2),лантана 0, 001-0,01), неодима 0, 001- 30О, 01 ) и алюминия 1 О, 001-0, 1 )обусловлено тем, что вышеуказанные .элементы производят модифицирующее действие, измельчая графит и улучшая его форму. 35Нижний предел содержания марганца 0,81 ) установлен из необходимости повышения термостойкости и выравнивания твердости в разлйчных сечениях отливок. При концентрации марганца свыше 1,5 возрастает склонность чугуна к отбелу. Введение в чугун марганца в количествах 0,81-1,5 способствует повышению . термостойкости и выравниванию твер дости в отливках.с толщиной стенки от 5 до 40 мм.Плавки проводят в индукционной печи с кислой Футеровкой с применением следующих шихтовых материалсв; литейного чугуна ЛК 2, ЛКЗ, стального лома, ванадиевого чугуна, содержащего титан, Ферросплавов марганца, кремния, никеля, хромалигатур, содержащих церий, лантан,неодим и алюминий.,Шихтовые материалы загружают в печь, расплав перегревают до 1450 С и перед заливкойвводят лигатуры,. содержащие церий,лантан, неодим и алюминий. Чугунзаливают в разовые песчано-глинистые формы для получения заготовокс толщиной стенки 5-40 мм.Свойства чугуна определяют на образцах,вырезанных из заготовок толщиной5, 20 и 40 мм. Твердость НВ ) определяют на прессе "Бринель" принагрузке 3000 кг на шарик диаметром 10 мм. Сравнительные испытанияна термостойкость проводят на установке, позволяющей считать количествоциклов нагрева образцов в виде шайбдиаметром 30 мм в свинцовой ваннепри 750 фС и охлаждении в воде 120 оС),Термостойкость оценивают по,количеству циклов до образования первой треяины е а табл.1 приведены составы известного и предлагаемого чугунов.В табл. 2 представлены свойства известного и предлагаемого чугунов.Как видно из табл.2, увеличение концентрации марганца в составе сплава повышает термостойкость сплава на 15- 20 и выравнивает твердость отли" вок в различных сечениях 15, 20 и 40 мм ), что приводит к повышению срока эксплуатации двигателей на 10- 15. Стандартные свойства чугуна - предел прочности при изгибе и разрыве находятся на том же уровне, что и в известном чугуне б= 51-55 кгс/мм 6, = 30-33 кгс/мм.Предлагаемый чугун позволяет получать в различных толщинах отливок одинаковую твердость и повышенную термостойкость.Использование предлагаемого чугу- на для отливок головки блока цилиндров двигателя СДМ 14 позволяет повысить эксплуатационную надежность деталей и увеличить моторесурс двигателя на 15-20, что позволит сократить выпуск запасных частей.Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составит около 300000 руб. в год.985118 формула изобретения 10 Составитель В.МуравьевРедактор Л.филь Техред М. Надь Корректор М,Коста Заказ 10090/35 Тираж б 60 . ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,4 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, церий, лантан, неодим, алюминий и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения термостойкости и выравнивания твердости в отливках с толщиной стенки от 5 до 40 мм,он содержит ингредиенты в следующем соотношении вес,Ъг УглеродКремнийМарганецХромНикельТитанВанадийЦерийЛантанНеодимАлюминийЖелезо 2,9-3,51,6"2,40,81-1,50,1-0,40,05-0,40,03-0,150,05-0,30,005-0,20,001-0,010.,001-0,010,001-0,1Остальное