Чугун

% (1 И 9 ИС ИЗ ТВУ У СВИДЕТ но содержит пра тношевни комп 8-4 1 ю 4-3160,1-0,40,02-0,100,0010,0500,001-0,1000,02-0,800,02-0,800,001-0,100 й 0,01-0,18 001 -0,08 Остальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОткРыт(86) 1. Авторское свидетельство СССР% 602801, кл. С 22 С 37/10, 19782. Авторское свидетельство СССРпо заявке М 3328396/22-02,кл. С 22 С 37/10, 1981.(54)(87) ЧУГУН, содержащий углерод кремний, марганец, магний, кальций, ци коний, /никель, медь, иттрий, йо- кр ней мере один из элементов, выбранных иэ группы, содержащей церий или ланта ижелезо, отличаюши йся тем что, с целью повышения вязкости разр щения при сохранении прочности, пласт ности и ударной вязкости на высоком РЕТЕНИЯ уровне, он дополнитель одим при следующем кентов, мас ЪУглеродКремнийМарганецМа 1 нийКальцийЦирконийНикельМедьИттрийПо крайнеймере. один иээлементоввыбранньа иэ.группы, содержашей церий, лантанПразеодимЖелезо0,003-0,10,02-008 0,005-0,1 2 0,005-0,20Остальное 1 1087Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению чугуна с высокой конструкционной прочностью, и вязкостью разрушения, оцениваемой кри-тическим коэффициентом интенсивности навряжения Кс и характеризующей способ ность материала сопротивляться хрупкому разрушению.Конструкционный чугун с вязкостью разрушения (К 1 с ) на уровне 300- 10 350 кгс мм 32 может быть использован при производстве отливок деталей ответственного назначения взамен заготовок из углеродистой и низколегированной стали, имеющей вязкость разрушения (К)15 на том же уровне с целью снижейия трудоемкости изготовления деталей.Извес тен чугун 1, содерждций вес %:,Углерод 3,1-3,8Кремний 2,3-3,2 20Марганец 0,45-0,90Хром, 0,1-0,4Кальций 0,.01-0,1Редкоземельныеметаллы 25МагнийСтронцийАлюминийЖелезо Ь 6 й 2Кальций 0,001-0,08Бирконий 0,01-0 10Никель, ;0,05 0,80,Медь 0,05-0,80Иттрий 0,001-0,10Один из элементов, выбранных из группы, содержащей церий,лантан 0,01-0,18Железо ОстальноеДля замены углеродистой или низколегированной . стали в тажелонагруженныхизделиях ответственного назначениямитребуются чугуны с более высокими" зна;чениями вязкости разрушения (КС )Бель изобретения - повышение вязкостиразрушения при сохранении прочности, пластичности и ударной вязкости на высокомуровне.Укаэанная цель достигается тем, чточугун, содержащий углерод, кремний,марганец, магний, кальций, цирконий, никель, медь, иттрий, цо крайней мере одиниз элементов выбранных из группы, содержащей церий или лантан, и железо, дополнительно содержит празеодим при следующем соотношении компонентов, мас, %1,8-4,01,4-3,60,1-0,40,02-0,100,001-0,0500,001-0, 1000,02-0,800,02-0,800,001-0,100 30 12,0-25,0 35 40На чугуне данного . состава определяют значение вязкости разрушения (К 1) 130-170 кгс-ммНедостатками данного чугуна являют- си низкие значения вязкости разрешения (К ) и нестабильность механичес ких свойств, что ограничивает его использование в качестве конструкционного материала взамен стали для изделий отве 1 ственного назначения.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун 2 , содержащий, вес. %: 0,01-0,180,001-0,080Остальное Для получения чугуна с высокой вяз кОстью разрушения применяемого в тяжелонаГруженных изделиях ответственногоназначения, необходимо иметь в структуре большое количество графита правильной шаровидной формы, минимального размера, равномерно расположенного в метал лической основе, а также минимальновозможное количество неметаллическихвключений, являющихся ис точником эарож; денни микро трещин,УглеродКремнийМарганецМагний 1,8-3,61,8-3,60,1-0,40,02-0 06 Чугун имеет следующие свойства; Предел прочности прирастяжении, кгс/мм 52 2-61,1 Относительноеудлинение, %Ударная вязкость кгсм/см 9,1-16,6 Твердость НВкгс/мм1 56-170 УглеродКремнийМарганецМагнийКальцийБирконийНикельМедьИттрий, По крайней мере один из элементов выбранных из группы, содержащей церий, лантанПразеодим Железо3 10575Получение укаэанной структуры возможно эа счет комплексного модифицированиячугуна еВведение в расплав празеодима увели-чивает количество. центров кристаллизации графита, способствует его иэмепьченню и обеспечивает равномерное распределение в металлической основе. ЛВысокое сродство к.кислороду и сере.обеспечивает очищение металла от твердых примесей. Все это благоприятно сказьаается на повышении вязкости разРушения (К ) и других механическихсвойств чугуна. Особенно эффектно сов-:местное влияние празеодима с иттрнем 1церием, лантаном и кальцием.Введение иттрия в чугун увеличиваетстепень ррафнтиэации чугуна, улучшаетформу графита,Берий, оказывает глобуляриэующеедействие на графит.Лантан. и церий увеличивают копйчество пентров кристаллизации гоафита.Кроме того, введение в расплав указанных элементов и кальция основано на 1. 25их высоком сродсще, к сере и кислороду,что бпагонриятно внйяет на очищение границ зерен от неметалпических включений испособствует получению стабильных высоФкик значений вязкости разрушения прочносФ 30ти,пластичности и ударной вязкости чугуна.Применение циркония дпя комплексногомодйфицирования способствует повышениюстепени графитиэации чугуна и измельчению 69 4включений графита. Кроме того, он увеличивает время действия модификатора, что делает технологический процесс и свойст ва чугуна более стабильными.Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 60 кг с основной футеровкой. В качестве шихты используют стальные отходы, ферросплавы и специаль, ные присадки. Присадку празеодима в сос;тав чугуна осуществляют лигатурой снликомищметапл марки . СИМИШ, ТУ 14141-39-72, содержащей 5-6% Рг. Лигатуру вводят в размельченном виде на дно разливочного ковша ео время его наполнения расплавом чугуна, имекацим температуру 1380-1450 С. Время растворения и усвоения празеодима из сплава составляет 0,5-2,0 мин в зависимости от емкости ковша. Расход сипикомишметалпа дпя получе; ния граничных пределов концентраций праэе ;одима в чугуне составляет 0,02-0,8% от массы жидкого раащава,Механические свойства определяют на образцах, вырезанных из пробных брусков согласно ГОСТ 7293-79, вязкость,разрушения оценивают методом 1.-интеграла согласно РТМЗ80. Чугун подвергают ферритизируюшему отжигу.Химический состав и механические свойства известного чугуна и предлагаемого приведены и таблице.7 1057569 8Как видно иэ таблицы, предлагаемый заменить стальные отливки, поковки и югам. чугун имеет высокий уровень вязкости рвэ- ловки отливками иэ высоюпрочного чугуна рушения (К), высокие и стабильные со значительным снижением трудоемкосж значения прочности,;пластичности; и удар-: изготовления деталей.ной вязкости. 5 Замена сварно-литого стального ек:центрикового вала цельнолижм иэ высокаИспользование предлагаемого коиструк. прочного чугуна обеспечивает економиционного чугуна для производства отли- ческий еффект 266 тыс, руб. в год завок, а:пытываккпих в процессе эасплуата- счет снижения трудоемкости механичесйии высокие статические и динамические, о кой обработки, пожшения коеффипнента нагрузки, значительно повышает их надек- использования металла, снижения веса ность в эксплуатации и дает возможность детали.Составитель Н. КосториыйРедактор Ю, Ковач Техред М.Костик Корректор Г, ОгарЗаказ 9526/32 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного юмитета СССР по делам изобретений и открытий 1113035, Москва, Ж, Рвушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4