Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК С 37/06 Й КОМИТЕТ. ССРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ СУДАРСТВ ДЕЛАМ И ЗОБРЕ СА ЛЬСТВУ.Лисаотносится к обласчастности к изысменяемых для изгоТОРСКОМУ СВИДЕ 4170804/23-0204.01.8730,06,88. Бюл, У 24Московский авто(567 Авторское свидетельство СССРУ 753923, кл. С 22 С 37/04, 1978.Авторское свидетельство СССРУ 434126, кл, С 22 С 37/00, 1972.(57) Изобретениети металлургии, вканию чугунов, при ииЯОап 1406 1 А 1 товления отливок автомобильных и тракторных машин, работающих в условияхнизких температур (до -100 С).Цельюизобретения является повышение механических свойств чугуна при отрицательных температурах. Предложенныйчугун содержит, мас.Х: углерод 3,03,8; кремний 2,0-2,8; марганец 0,10,5; хром 0,01-0,1; барий 0,01-0,1;кальций 0,005-0,2; магний 0,02-0,06редкоземельные металлы 0,005-0,05ванадий 0,001-0,1 титан 0,01-005;лантан 0,01-0,05; литий 0,001-0,1железо - остальное. Использованиепредложенного чугуна позволяет увеличить надежность и долговечность работы машин в условиях эксплуатацииКрайнего Севера и Сибири, 2 табл, 406201Изобретение относится к металлурии, в частности .к изысканию чугунов,рименяемых для изготовления отливокавтомобильных и тракторных машин, рамотающих в условиях низких температур(-90)-("100 С),в районах Крайнего Сеера и Сибири.Целью изобретения является повышее механических свойств чугуна приемпературах до -100 С.Чугун содержит углерод, кремний,арганец, хром, магний, кальций,ЗМ, барий, ванадий, титан, лантанлитий и железо при следующем сост"ошении компонентов, мас.%:Углерод 3,0-3,8Кремний 2,0-2,8Марганец 0,1-0,5Хром 0,01-0,1 20Ванадий 0,001-0,1Титан 0,01-0,05Лантан 0,01-0,05Литий 0,001-0,1Барий 0,01-0,1 25Кальций 0,005-0,2Магний 0,02-0,06РЗМ 0,005-0,05Железо. ОстальйоеДополйительное введение в состав 30угуна ванадия и титана вызывает микролегирование ферритной матрицы чугуна. Одновременно микроприсадки ванат(ия и титана способствуют увеличениюисла эвтектических зерен структуры35в совместно с модифицирующими присадками лития, лантана и редкоземелььых металлов активно воздействуют наповышение хладостойкости, ударной вязкости и пластичности чугуна при отриательных температурах. При вводеенее 0,001 мас.% ванадия и верхнемпеределе содержания кремния и марганп 1 а, несмотря на высокие показателипорочности, ударная вязкость и пластичность чугуна при отрицательных температурах снижаются. Ввод в составчугуна более 0,1 мас.% ванадия способствует появлению в структуре проц- .ных карбидных включений, трудно раст 50н)римых в зернах чугуна, что вызывает понижение его хладостойкости.Наличие в составе чугуна менее001 мас.% титана при содержании лантна 0,01 мас.% и редкоземельных метдллов 0,01 мас.% не способствует55сЬхранению хладостойкости чугуна припрнижении температур до (-110 С).Ввод в состав чугуна более 0,05 мас.% титана при наличии в нем повышенного содержания хрома, марганца и кремния отрицательно сказывается на получении однородного мелкозернистого феррита, что приводит к понижению относительного удлинения и ударной вязкости при отрицательных температурах.Дополнительное введение в состав чугуна лития в количестве 0,001- 0,1 мас.% и 0,01-0,05 мас.% лантана совместно с редкоземельными металлами, кальцием и магнием способствует глубокому раскислению чугуна, удалению из него таких вредных газов, как водород, азот, что способствует повышению его хладостойкости, Литий в составе чугуна резко снижает отрицательное влияние водорода на хладостойкость. Его незначительные присадки, как и лантана, приводят к изменению строения структуры. чугуна, вызывают получение мелкозернистой структуры, по границам зерен которой не располагаются такие отрицательно действующие на хладостойкость элементы,как водород, азот, кислород сера и 4 осфор, при наличии в чугуне менее 0,001 мас.% лития и менее 0,1 мас.% лантана их действие на сохранение ударной вязкости при низких температурах не проявляется. Ввод в состав чугуна более 0,1 мас.% лития и более 0,05 мас.% лантана при наличии в составе таких поверхностно-активных элементов, как РЗМ до 0,05 мас.%.и магния до 0,06 мас.% приводит к их остаточной концентрации в основном по границам зерен, что вызывает снижение ударной вязкости и относительного удлинения чугуна при низких температурах.Низкое содержание в составе известного чугуна марганца (0,10,5 мас.%) и хрома (0,01-0,1 мас.%) вызвано тем, что повышенное содержание этих элементов отрицательно сказывается на величинах ударной вязкости при отрицательных температурах.Наличие в составе известного чугуна никеля (0,3-0,6 мас,%) и меди (0,3-0,6 мас.%) приводит к неоднородности и неравномерности их распределения в структуре чугуна, особенно по границам зерен, что проявляются на резком снижении ударной вязкости и пластичности при низких температу" рах.014ющие образцы для определения прочности на разрыв и ударную вязкость.Химические составы выплавленнысчугунов приведены в табл. 1, механические свойства чугунов и их структура - в табл, 2,Хладостойкость чугуна определенапо величине ударной вязкости чугунаопри понижении температуры до -100 С.Испытания чугуна проводят после термической обработки (ферритиэирующего отжига),Исследование микроструктуры чугунов показали, что в предлагаемом составе чугуна на образцах 5, 10, 30,60 мм отсутствовали структурно-овободные карбиды,Ударная вязкость предлагаемого чугуна при низких температурах (до-100 С) на 10-203 выше, чем известного состава, а относительное удлинение соответственно выше на 20-303.Предел прочности на разрыв примерносохраняется на одном уровне.Использование предлагаемого чугуна за счет повышения его хладостойкости на 10-20% увеличивает надежность и долговечность работы машинв условиях эксплуатации Крайнего Севера и Сибири. 30 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, барий, кальций,магний, редкоземельные металлы ижелезо, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения механи ческих свойств чугуна при отрицательных температурах, он дополнительносодержит ванадий, титан, лантан, литий при следующем соотношении компонентов, мас,%:45 Углерод 3,0-3,8Кремний 2,0-2,8Марганец 0,1-0,5Хром 0,01-0,1Барий 0,01-0,1 500,005-0,2Магний 0,0 ф,06Редкоземельныеметаллы 0,005-0,05Ванадий 0,001-0,1Титан 0,01-0,05Лантан 0,01-0,05Литий 0,001-0,1Железо Остальное Для исследования структуры чугуна, механичесх сй, хладостоикостиф 55 заливают образцы диаметром 5, О, 30, 60 мм трефовидные и клиновидные пробы, из которых вырезают соответству 3 14062Поэтому не рекомендуют проводитьлегирование этими элементами высокопрочных чугунов, работающих принизких температурах,Магний (0,002-0,06 мас,%), кальций5(0,005-0,2 мас. .), РЗМ (0,0050,05 мас.%) в составе чугуна являются элементами-модификаторами, способствующими получению шаровидной формыграфита в чугуне вместо пластинчатой.Углерод и кремний в составе чугуна являются графитизаторами, способствующими получению отливок без отбела. 15Барий в составе чугуна в количестве 0,01-0,1 мас.также как и магний,кальций, РЗМ, является сильным элементом-модификатором, способствующим десульфурации, дефосфорации, дегазациичугуна и образованию шаровидной формы графита. Барий совместно с РЗМспособствует нейтрализации вредноговлияния фосфора на хладостойкость чугуна. Даже при содержании фосфора менее 0,05% в чугуне он способен ликвидировать в тепловых узлах отливки,что вызывает охрупчивание металла,При присадке в чугун менее0,01 мас.бария его действие какдесульфуратора и модификатора почтине проявляется, Ввод его в чугун более О,1 мас.приводит к получениюгрубых выделений графита и крупнозернистой структуры, вызывающих резкое падение ударной вязкости принизких температурах.П р и м е р. В лабораторных и опытно-промышпенных условиях проведеныплавки по получению предлагаемогосостава чугуна и его исследования,Предлагаемый состав чугуна получаютпутем выплавки исходного чугуна с последующим его модифицированием компслексными модификаторами, содержащимимас, : магний 5-10, кальций 3-15; барий 0,1-5; РЗМ 0,4-4; кремний 40-60,остальное железо, Необходимые присадки лития вводят в состав в видеметаллического лития, присадки лантана - в виде РЗМ-лигатуры, содержащейлантан,Формула изобретенияоло оло оло 1 Е 1олЮ иоло СЧ л ооло оло о о щ о л ., л о о ооло оло олО л ом о о и о о олО олО омло Я 1 1 л оа Ща Г ф ОаЩ МЪ еч фф В у -Ф