Ковкий чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 111733 А С 22 С 37/1 ННЫЙ КОМИТЕТ СССР.ОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ УДАРСТВЕДЕЛАМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Н АВТОРСН етельст при отрицатель тойкости против озии, он дополн меДь, титан и ц отношении компо ых ти ие ФизикоН Белорус 1,8-3,0 0,8-1,8 ,02-0,3 0,8-12,0 ,02-0,2 0,03-0,07 0,002-0,5 0,002-0,03 О, 10-0,5 0,03-0, 2 0,02-0,5 Остальное еталлыурьма БорМедьТитанЦинкЖелезо Г 21) 3596066/22-02(71) Могилевское отделентехнического института Аской ССР(56) 1. Патент Франции В 1526120,кл. С 22 С, 1968.2. Авторское свидетельство СССРР 654691, кл. С 22 С 37/10, 1974.(54)(57) КОВКИЙ ЧУГУН, содержащийуглерод, кремний, хром, марганец,алюминий, редкоземельные металлы,сурьму, бор и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения предела коррозионной усталости,ударнои вязкотемпературахатмосферной ктельно содержпри следующемтов, мас.7.:УглеродКремнийХромМарганецАлюминийРедкоземелИзобретение относится к металлургии, в частности к изысканию ферритных ковких чугунов для литых,деталей работающих в условиях многократно повторяющихся ударов и низких температур.Известен ковкий чугун 111, содержащий, вес.",и.Углерод 2,3-2,7Кремний 1,9 - 2,3Марганец До 0,4Редкоземельныеметаллы 0,1-0,3Сера До 0,025Фосфор До 0,055Железо ОстальноеНедостатком известного чугуна является низкая сопротивляемость чугуна атмосферной коррозии. Отливки из этого чугуна при низких температуоах имеют низкую ударную вязкость,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому эффекту кпредлагаемому является ковкий чугун 12,1,25содержащий, вес. 7:Углерод 1 ь 7Кремний 1,3-2,3Марганец 0,2-0,5Хром 0,03 0 11ЩРедкоземельныеметаллы 0,03-01Алюминий 0,02-0,.5Сурьма О 03-0 1Бор 0,001-0,05Железо Остальное -3После графитизирующего отжига с выдержкой при температуре первой стадииграфитизации (980-1000 С) в течение2-2,2 ч и при температуре второйстадии гРафитизации 700-740 С) в Отечение 2,5-3 ч с последующим охлаж-.дением на воздухе ковкий чугун имееттвердость 100-150 НВ; ударную вязкость при 30 С 0,15-0,19 Щж/мотносительное удлинение 10- 167; временное 15сопротивление - более 370 МПа, Стойкость против атмосферной коррозии14,8-15,5 г/м. год,Недостатком известного чугуна являются неудовлетворительные уровеньдинамической прочности при отрицательных температурах и показатель пределакоррозионной усталости, который прииспытании на базе 10" циклов непревьппает 250 МПа,Цель изобретения - повышение предела коррозионной усталости, ударнойвязкости при отрицательных температу 133 2 пах и стойкости против атмосфернойкоррозииПоставленная цель достигается тем,что ковкий чугун, содержащий углерод,кремний, хром, марганец, алюминий,редкоземельные металлы, сурьму, бори железо, дополнительно содержит медь,титан и цинк при следуюпем соотношениикомг 1 онентов, мас.7:Углерод 1,8 - 3,0Кремний 0,8-1,8Хром 0,02-0,3Марг зне г 08 - 120Алюминий 0,02-0,2Редкоземельныеметаллы 0,03-0,07Сурьма 0,002-0,5Бор 0,002-0,03Медь 0,10-0,5Титан 0,03-0)2Цинк 0,02-0,5Железо ОстальноеВ качестве технологических примесей чугун может содержать, мас.Е:азот 0,002-0,050; сера 0,2; фосфордо 0,02, магнии чо 0 02В предлагаемом чугуне увеличено,содержание марганца, которгпй повьппаетударную вязкость чугуна при отрица- ,тельных температурах, до 0,8-12 мас.7.,Нижний предел соцержания марганцаможет быть рекомендован для тонкостенного литья, а верхний - длялитых изделий с толщиной стенок более 50 мм. При увеличении содержаниямарганца более 12 мас.7. Удлиняетсяцикл графитизирующего отжига отливок.Медь в количестве 0,1-0,5 мас,7 вковком чугуне обеспечивает повышениепредела коррозионной усталости истойкости против атмосферной коррозии. Являясь графитизирующей модифицирующей добавкой в чугуне, она повышает количество феррита в отливках испособствует увеличению ударной вязкости. При содержании до 0,1 мас,7,ее влияние незначительно, а при увеличении содержания меди более0,5 мас,Е увеличивается неоднородность структуры ковкого чугуна вотливках.Титан введен в чугун как эффективная микролегирующая добавка, способствующая измельчению структуры иповьппению динамической прочности приотрицательных температурах. Нижняяконцентрация титана может быть рекомендована для чугунов с низким содержанием азота и других технологи 1117333ческих примесей, а верхняя концентрация (0,2 мас.Ж) - при содержании 0,1-0,2 мас.технологических приме-сей, При увеличении концентрации титана более 0,2 мас.увеличивается содержание неметаллических включенийпо границам зерен и снижается динамическая прочность отливок.Цинк в количестве 0,02-0,5 мас.7оказывает отбеливающее влияние прикоисталлизании отливок и повьппаетударную вязкость после гоафитизирую 1 О щего отжига, не оказывая существенного влияния на продолжительность цикла граФитизируюшего отжига, Нижний нредел концентрации цинка (0,02 мас. ) может быть рекомендован для тонкостенных отливок, а верхний предел концентрации (0,5 мас. ) - для отливок с толщиной стенок более 50 мм., гоПлавку чугуна с температурой 1400 С производят в вагранке, а перегрев чу - гуна до 1480-1520 С и доводку химического состава производят в дуговой электропечи. Микролегирование чугуна медью и титаном производят в раздаточных ковшах при выпуске металла из дуговой печи, а микролегирование цинком - в разливочном ковше, Разливку чугуна в литейные формы производят при 1370 в 14 С, Для рафинирования жидкого чугуна перед модифицированием и микролегированием применяют кальцинированную соду (ГОСТ 5100-73) и известь (ГОСТ 8677-66),В табл. 1 приведены составы извест 35 ного и предлагаемого чугунов в отливках, выплавленных с использованием дуплекс-процесса вагранка-дуговая злектропечь.В табл, 2 приведены данные механических испытаний исследованных чугунов и их стойкости при отрицательных температурах.Механические испытания проведены после графитизирующего отжига отливок и образцов по режиму: нагрев до 980"С 4,5-6,0 ч, выдержка при первой стадии графитизации (980 в 10 С) 2,0-2,2 ч; быстрое охлаждение до 720 С, выдержка при второй стадии графитизации 2,5-2,8 ч и охлаждение на воздухе, Ло отжига отливки имели твердость 415-480 НВ, а после графитизирующего отжига - 121-161 НВ.Испытания на ударный изгиб проводят при комнатной и пониженных температурах на образцах типа П по ГОСТ 9454 - 78, испытание предела коррозионной усталости на базе 10 циклов - на образцах типа УШ по ГОСТ 2865-65 и прочностных свойств в , на стандартных (16 мм) образцах. Повышение ударной вязкости при низких температурах позволяет увеличить срок службы деталей машин и механизмов, дает возможность более широкого использования ковкого чугуна в машиностроении.Экономический эффект от использования предлагаемого ковкого чугуна за счет повышения долговечности деталей и повьппения надежности механизмов и машин составит около 350 тыс.руб, в год.1117333 1И 1х 1 ГЧ сб О 1.С оо СЧ о о а о о х СЧ оа Ю - О в и л о о о мо ол ао о СЧ ммО СО Оллл ллсо о о О ло Олалло " оО а(о оСЧ (б О 1- а ( оо сЧ СЧ О л а ооСЧ т Ю л л о СЧ СЧ СОО О Омоло СЧ СЧ СО О а ло о1 м со л о О аа О О ъ. 6 1 СЧ о ои,аоЕСЧ СЧ О ллв о о С В Сб оХ ,д ъ х 21 фо а б х ах Е С Ы о Х ф ф о х о И й о 34 х х сб м СЧ лл СЧ а о о лщ 1 о л а л о охох хСксб бх 11 оа аХсб СО Е аЕт Н ХСО С. Ы