Термоупрочняемый чугун для кокилей

) (1) 8451 22 С 37/06 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ич,ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССУ 63 1554, кл. С 22 С 37/ 1 О, 1978Заявка Японии57-32352,кл. С 22 С 37/08, 1982,(54) ТЕРМОУПРОЧНЯЕМЫЙ ЧУГУН ДЛЯКОКИЛЕЙ(57) Изобретение относится к м лургии и может быть использовано.при производстве технологической оснастки при кокильном литье. Цель изобретения - повышение стойкости кокилей при заливке в них летийных расплавов. Предлагаемый чугун содержит, мас.ь: С 29 35 Бз. 18-24 Ф Мп 03 15 Сг 1,3-2,7; И 1 0,5-1,3; ЯЬ 0,1-0,2; Мя 0,1-0, 18; В 0,03-0,08; нитрид одного иэ металлов, взятого из. группы, содержащей А 1 НГ Ва О, 1-0,2и Ге остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна ЯЬ М) В и нитрида А 1, НГ или Ва обеспечивает повышение стойкости кокилей в 2,05-2,4 раза при их нагреве до 450 С и в 1 5-2 рааза при их нагреве до 850 С. 2 табл,1 138845Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления технологической оснастки, работающей в условиях теплосмен,Дель изобретения - повышение стойкости кокилей при заливке в них литейных расплавов.Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения. Выбор граничных пределов содержания компонентов в составе предлагаемого чугуна обусловлен следующим.Дополнительное введение нитридов металла, выбранного из группы, содер жащей алюминий, барий и гафний, существенно измельчает структуру, микролегирует металлическую основу и повышает ее однородность и термическую стойкость, что обеспечивает повышение 20 стабильности ударной вязкости и эксплуатационной стойкости при нагреве до 450-850 С. При этом ликвация и пористость чугуна в отливках снижаются, а сопротивляемость термомехани ческим воздействиям.возврастает. При концентрации нитридов менее нижнего предела повышение литейных свойств и эксплуатационной стойкости при 450 о850 С несущественно, а при концент рациях нитридов выше верхнего предела снижается однородность чугуна и структуры его в отливках, отмечается выделение нитридов по границам зерен, что приводит к увеличению пористости отливок и уменьшению стабильности ударной вязкости, других .пластических свойств и сопротивляемости термомеханическим воздействиям.Хром и никель в заданных пределах повышают прочность, увеличивают площадь дендритов, термическую стойкость, окалиностойкость, что приводит к повышению эксплуатационной стойкостиопри 450-850 С. При более высоких их5 концентрациях снижаются пластические свойства и стабильность структуры,2 атационная стойкость при температурах более 450 СДополнительное введение сурьмы измельчает графит, нейтрализует влияние хрома при термоупрочнении, снижает коэффициент термиче"кого расширения и повышает сопротивляемость термомеханическим воздействиям, чтообеспечивает повышение эксплуатационной стойкости кокилей при нагреведо 450-850 С. При концентрации сурьмыот 0,11 мас,% сопротивляемость термомеханическим воздействиям и эксплуатационная стойкость кокилей недостаточны, а при концентрации сурьмы более 0,2 мас,7. отмечается выделение неметаллических включений по границам зерен, что снижает пластические свойства, трещиностойкость и сопротивляемость термомеханическим воздействиям.Нейтрализация хрома усиливается при введении в расплав 0,03-0,08 мас.7бора, являющегося поверхностно-актив-.ной добавкой, измельчающей структуру,повышающей эксплуатационную стойкостькокилей. При содержании бора.до0,03 мас.7. его микролегирующий эффектнедостаточен, а при концентрации бо" ра более 0,08 мас.% снижается трещиностойкость и сопротивляемость термическим напряжениям.Магний вводится для перлитизации матрицы и повышения сфероидизации графита и неметаллических включений, повышения временного сопротивленияи сопротивляемости термомеханическим воздействиям. При концентрации магния до О, 1 мас,7. временное сопротивление и эксплуатационная стойкость кокилей недостаточны, а при концентрации его более 0,18 мас,7. снижаются однородность структуры и термостойкость чугуна.Опытные плавки высокопрочных чугунов проводят в индукционных печахос перегревом расплавов до 1480-1510 С,50 Содержание углерода и кремния в предлагаемом чугуне выбрано с учетом практики производства.термоупрочняемых отливок с повьшенной стабильностью механических свойств. При увеличении их концентрации выше верхних пределов стабильностьпрочности и характеристики упругопластических свойств снижаются, а при снижении ниже нижних пределов недостаточны линейные свойства, прочность и эксплуШихта - мелкие отходы. прессового цеха, чугунный лом, бой электродов,гранулированный никель, среднеуглеродистый феррохром, ферробор, брикеты нитридов алюминия, гафния и барияи тяжелые никельмагниевые лигатуры.Операции микролегирования измельченными до фракции 0,2-2 мм брикетаминитридов и сурьмой и модифицированиялигатурами магния проводят в раздаточных литейных ковшах.Заливку жидкостекольных форм для получения заготовок кокилей, технологических проб и образцов для механических испытаний проводят при температуре модифицированных расплавов от 1360 до 1410 С.В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавокВ табл.2 представлены механические и эксплуатационные свойства высокопрочных чугунов после термоупрочнения термической обработкой.3Отливки и образцы перед испытанием подвергали термоупрочнению поорежиму:нагрев до 860-950 С, выдержкав течение 2-10 ч, закалка в масло,нагрев до 180-200 С и отпуск в течение 0,5-2 ч,Как видно из табл.2 дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна ЯЬ, Мя, Ви нитридов одного из металлов, взятых из группы, содержащей А 1, НЕ и Ва, обеспечили повышение стойкости кокилей при нагреве до 450 С в 2,05-2,4 раза и до 850 С. в 1,5-2 раза. Формула изобретения Термоупрочняемый чугун для кокилей, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, никель и железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения стойкости кокилейпри заливке в них литейных расплавов,он дополнительно содержит сурьму,магний, бор и нитриды одного из ме. таллов, взятых иэ группы, содержащейалюминий, барий и гафний, при следующем соотношении компонентов,15Углерод 2,9-3,5Кремний 1,8-2,4Марганец 0,3-1,5Хр.ом 1,3-2,1Никель О, 5-1,3Сурьма 0,11-0,2Магний О, 1-0,18Бор 0,03 0,08Нитриды одного из металлов,взятых из группы, содержащейалюминий, барийи гафний 0,01-0,2Железо Остальное1388451 табллцагСостав яугуяа эгароойкост г 650 адлагае явят6 г 7 5280 295 о 1534 1320 15 5 5 12 19 говг 1 гв 5 аг 1 аай 12 370 232 Составитель Н.КосторнТехред Л. Олийнык 1 Редактор тулин орректор В.Бутяг Заказ 1551/ писно д. 4 ПРоизводственно-полигРафическое пРедпРиЯтие, г. УжгоРод Ул. ПРоектнаЯ 4,роектная,29 Тираж 594 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раувкомитета открытий кая наб. 7612 3095 5712