Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 743 а)4 С 22 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ акже ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1035084, кл, С 22 С 37/10, 1983,Авторское свидетельство СССРУ 910829, кл . С 22 С 37/ 10, 1980.(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении отливок сельхозмашиностроения. Цель изобретения - повышение пластичности и снижение склонности к отбелу, Новый чугун содержиткомпоненты в следующем соотношении,мас.7.: С 2,5-3,9; 81 1,2-1,4; Мп0,008-0,03; Се 0,005-0,07; Ва 0,05 О, 15; Са 0,05-0,15; Мв 0,02-0,05;Яг 0,05-0, 10; Т 1 0,01-0,03; Ег 0,010,05 и Ре остальное. Дополнительныйввод в состав чугуна Т 1 и 2 г обеспечивает повышение пластичности в 1,51;8 раза в литом и в 1,2- 1,4 раза втермообработанном состоянии, а тснижает отбел с 15 мм до 0-1,5 мм.2 табл,1337435 40 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок сельхозмашиностроения. Цель изобретения - повышение пластичности и снижение склонности к отбелу. Выбор граничных пределов компонентов чугуна обусловлен следующим, Низкий углеродный эквивалент (Сз 2,9-4,2) за счет снижения концентрации кремния в чугуне (до 1,2- 1,4%) и марганца (до 0,008-0,03%) обеспечивает получение чугуна, обладающего высокими механическими свойствами,Магний при остаточном содержании его в чугуне 0,02-0,05% обе печивает получение сфероидальной Формы графита, Нижний предел содержания магния(0,02%) обусловлен получением в структуре до 80 Х включений графита шаровидной формы. Верхний предел содержания магния (0,05%) обеспечивает попучение в чугуне не менее 92% глобулярного графита. Более высокое содержание магния ограничено возможностью образования структурно-свободныхкарбидов в структуре чугуна тонкостенных отливок, а также неблагопри-. ятного по форме графита, особенно при повышенном исходном содержании серы,Барий и кальций в железоуглеродистых сплавах обладает высоким раФинирующим и модифицирующим воздействием на расплав в процессе кристаллизации, что обусловлено их высокимсродством к кислороду, сере и азоту,относительно высокой температуройкипения и поверхностной активностьюв расплавах железа, Кальций и барийв количестве 0,05-0;157 каждого изэлементов обеспечивают получение чугуна, обладающего высокими механическими свойствами за счет улучшения Формы неметаллических включений в сплаве с одновременной Ферритизациейматрицы, Верхний предел содержанияв чугуне кальция и бария (О, 15%)обусловлен малым ростом положительного эффекта при дальнейшем повышении их содержания. Нижний предел(0,05%) ограничен отсутствием эффекта влияния этих элементов на форму неметаллических включений в расплаве. Стронций в состав чугуна введендля повышения графитизирующего эффек-. та, а также измельчения эвтектического зерна металлической основы. Особенно эффективно совместное влияни стронция в комплексе с РЗМ капьц 11 ем и барием, обладающими высоким химическим сродством к кислороду и сере, Для обеспечения модифицирующего дейс.твия стронция его содержание в чугуне должно быть 005-0,1%, Меньшее содержание этого элемента не обеспечивает образование дополнительных пентров графитизации и не оказывает заметного влияния на. количество и размер эвтектических зерен. Содержаниестронция выше верхнего предела (0,1%)вследствие ограниченной растворимости в чугуне приводит к микроликвацииданного элемента по границам зерени снижению механических свойств металла.Титан из-за большого сродства к сере и кислороду оказывает графити. зирующее действие на чугун, что вы.ражается в заметном уменьшении количества первичных и вторичных карбидов, измельчении структуры чугуна и увеличении количества Феррита. Наибольший графитизирующий эффект наблюдается при 0,03% титана, что и обусловливает верхний предел его содержания в чугуне. При дальнейшем росте его содержания в структуре наряду с шаровидным графитом появляется компактный и пластинчатый графит,что снижает свойства чугуна. Нижнийпредел содеркания тита.на в сплаве(0,01%) ограничен ввиду отсутствияприращения графитизирующего эффекта,Церий при содержании его в чугунев пределах 0,005-0,07 Х выполняет функции элемента-графитизатора, Крометого, церий оказывает сфероидизирую-.. щее действие на графитную Фазу. атакже исключает возможность десфероидизирующего действия титана, Церийв количестве 0,005 Х, что соответствует нижнему пределу его содерка.ния,. вчугуне полно"тью исключае" появлениеграфита неправильной Формы при содержании титана в сплаве на верхнемпределе. Верхний предел содержанияцерия (0,077) ограничен возможностьюпоявления отбела в отливках,Цирконий также обладает сильнымграфитизируюшим действием на чугун.Верхний предел его содержания в чугу -не (0,057) ограничен появлением вструктуре чугуна стабилизированныхфаз, обуславливающих появление цементита, обогащенчого карбидами цир кония. Это приводит к повышению хрупкости чугуна. Нижний предел содержания циркопия (0,017) соответствует отсутствию графитизирующего эффекта.П р и м е р, Выплавку чугуна предложенного состава осуществляют в и- дукционной печи,В качестве шихты для получениявысокопрочого чугуна применялись металлизованные окатыши, обеспечив а ющие требуемый уровень по содержаниюмарганца.Корректировка состава по углероду производится с помощью углеродного боя. Церий и титан вводят в расплав 15 непосрецствено перед разливкой в виде промышленного сплава типа М 11-40 (363 церия) по ЦМТУ-20-67 и ферротитана Ти 1 С 30/ титана). Величина добавки церия и титана рассчитывается 20 исходя из их усвоения в пределах 60- 707Модифицироваие производили лигатурой, содержащей,/: МВ 12,6; Ва 4,3;с ,25 Са 5,2; 2 г 3,0; Бг 3,0; Ге 24,6; Бд остальное. Оптимальная температура ввода модификатора составляла 1420- 1440 С, При этом достигался максимальный эффект при расходе модификатора О,ЯЕ от веса расплава.Пробы для изготовления образцов на механические испытания отливали в сырые песчано-глинистые формы. Отбел чугуна оценивали по излому клино вой пробы, залитой на холодную металлическую плиту,После выбивки из форм часть отлитых проб на механические испытания 40 подвергали термообработке по следуюещему режиму: нагрев до 950 С; выдержка при 950 С 4 ч; охлаждение на воздухе,После проведения термообработки ф 5 из этих проб и проб, не подвергавшихся термообработке, изготавливали образцы на мехаические испытанияПо изложенной технологии выплавляли 5 остапов предлагаемого чугуна на нижнем, среднем и верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнего пределов содержания компонентов) и чугу известного состава.Составы известного и предложенного чугунов приведены в табл, 1, а показатели глубины отбела и механических свойств в литом состоянии и после термообработки - в табл. 2,Как видно из табл, 2, отбел высокопрочного чугуна благодаря наличию большого числа элементов-графитиэаторов Т, 2 г) минимален по сравнению с известным. Пробы на механические испытания толп;иной 12 мм в своей структуре не имели структурно-свободных карбидов, а пробы из чугуна извес.тного состава имели до 107 пементита, Показатели механических свойств, в частности относительного удлинения и ударной вязкости, у предложенного чугуна вьппе, чем у чугуна известного состава на 10-203 в литом и в 1,5 раза в термообработанном состояниях,Формула изобретенияЧугун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, барий, кальций;магний, стронций и железо, а т л и ч а ю щ и Й с я тем что с целью повыщения пластичности и снижения склонности к отбелу, ан дополнительно содержит титан и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Углерод 2,5-3,7КремнийМарганец 0,008-0,03Церий 0,005-0,07Барий 0,05-0,15Кальций 0,05-0, 15Магний 0,02-0,05Стронций 0,05-0,10Титан 0,01-0,03Цирконий 0,01-0,05Железо Остальноеа - г- о ол лС лч м м счх - сч с- лбМо9 Яа лх13374 с Таблица 2 В литом состоянии Чугун После термообработки 9ф1 Ба , 7 Глубина ботбела МПамм КС,кДж/мИзвестный 600 4,2 806,0 570 12,0 760,0 Предложенный 1 0 686 876,0 646 744 1052,0 669 5 765 650 5,1 10,4 795 668 12,6 1332,0 Составитель Н,КостарнойРедактор Н.швыдкая Техред И.Попович Корректор И Эрдейи Произволгтг 1 енцо-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4 г кДж/м 846,0 850,0 648,0 Заказ 4099/24 Тираж 604 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 14,4 1542,0 16,8 1785,0 15 ь 2 44210