Легированнный чугун

ОП ИСАИ ИЗОБРЕТЕН Союз Советских Социалистических Республик13,08,75 (21) 21682 22) Заяв ирисоединением Гасударственный комите Совета Министров СССР па делам изобретений н открытийГоренко Каменев Авторызобретени 71) Заявит титут проблем литья АН Украинской СС ЛЕГИРОВАННЫЙ ЧУГУН До 0,80,1-2,б0,1 - 1,5До 0,13,5 - 4,5До 0,05ллы до 0 ОЯ ргачецель 3,25-3,7 52,0 -2,6 0,2 -0,6 Оф 50,1 -0,5 Сстапьное 1 13. месей может сосеры до 0,16 вес.7 Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, в частности к изысканию чугунов с повышенными упруго-пластическими свойствами.Известен чугун следующего химического состава, вес.%:УглеродКремнийМарганецНикельМедьЖелезо Чугун в качестве придержать до 0,02 вес.%фосфора и магния.Известный чугун имеет прочностныесвойства на низком уровне. Кроме того,высокое содержание марганца способствует получению низких пластических свойстви ударной вязкости, что недопустимо приизготовлении тонкостенных отливок.Известен чугун следующего химического состава вес.%:Углерод 3,8 - 4,5Кремний 3,5 - 4,2 ХромВанадийМагнийРедкоземельные метаЖелезо Остальное 23.В качестве примесей чугун содержит 10 до 0,1 вес,% серы,до 0,15 вес,% фосфора, Однако отмечаются низкие значения относительного удлинения и ударной виэ кости, При использовании данного чугуна дпя изготовления тонкостенных (5-8 мм) 15 отливок в микроструктуре металла наблюдается большое количество цементита, что снижает прочностные и пластические свойства чугуна. Попучение необходимых физико-механических свойств чугуна воз можно топько после длительного отжига.При етом наблюдается искажение геометрических размеров вследствие значитепьного коробления отливок.Известен также легированный чугун спе 25 дующего химического состава, вес.%;Редкоземецьдые ма талды 0) 005-0) 02Бедезо Остальное ЫЗначи тельное содержание марганца, хрГ м,. и молибдена позволяет получить пердита Ю ную микроструктуру в отдивках с тодстым сечением. Низкое содержание в чугуне кремния и меди приводит к получению свободнос труктурного цемента в отливках с токовыми сечениями стенок. Однако от 20 мечается низкое значение пдастическихсвойств и ударной вязкости. Ддя повышения пдастических свойств и ударной вязкости предложен дегпрованчый чугун, содержащий углерод, кремний марганец, никедь) медь) модибден, магний, редкоземедьные метадды) в кото нй дополнительно введен воцьфрам и стронций при сдедуюшем соотно;нен 1.и компонентов ."Бес,%: ))МУгдерод ,2 " )ЬКремний 0 -3,2Марганец : 05-0) 35 Никель 0,5 -З,О Медь 0,3 -2,5Э Молибден 0,01 -0,3Магний О) 015-0) ОбРедкоземедь.-цн еметаллы О, 005-0, 08Вольфрам 0,01 -О, Э 4 П Стронций 0,01 -0,2 Жедезо ОстальноеСодержание в чугуне угдерода и кремния на нижнем пределе нозможно при его использовании ддя изготовдения толсто стенных отливок в присутствии в чугуне на верхнем предеде ме)1 п и стронция и на. нижнем пределе молибдена и водьфрама. Верхние пределы по содержанию углерода и кремния используются ддя чугунов, 30 применяемых ддя изготовления тонкостенных отливок, в микроструктуре которых жедатедьно иметь не менее 30% феррита. Содержание марганца в чугуне данного состава не должно превышать 0,35%. При ЬЬ бодьщем его содержании чугун имеет уддинение не более 1,5% и низкую ударную вязкость, Нижний предел по марганцу опредедяется его содержанием в исходных шихтовых материалах. 60 Никель вводят в чугун для повышенияупруго-пдастических свойств. Его содержание больше 0,5% берется ввиду того,что при меньшем содержании повышениесвойств незначительно. Содержание никедя больше 3% и ввод в чугун молибденаи водьфрама в количествах, близких к верхнему цредеду) в микроструктуре чугуна: - ;о:;-"чается бейнитная структура, поэтомуержание никеля ограничивается 3%.; .едь вводят для повышения физико-меха.:.ических свойств чугуна и является час; ичным заменителем никеля. Содержаниемеди меньше 0,3% мало влияет на микроструктуру и свойства металла, а ее вводбольше 2,5% экономически нецелесообразен.Молибден и вольфрам вводят ддя повышения прочностных свойств чугуна в питоми термообработанном состоянии. Нижнийпродел по содержанию молибдена выбирается в случае исподьзования в составе чугуна пикедямеди и вольфрама на верхнемпрадеде, а верхний предел определяетсяэкономической эффективностью его использования. Вольфрам на нижнем пределе применяется при использовании в чугуне модибдена и никеля на верхнем пределе. Вто же время максимальное содержаниеводьфрама исподьзуется при минимальномколичестве в чугуне молибдена,Стронций в состав чугуна вводят как сильный модификатор и ддя ликвидации получения структурносвободного цементита в микроструктуре чугуна в тонких сечениях отливок. Стронций на нижнем предеде используется при содержании в чугуне угдерода и кремния на верхнем предеде и при использовании чугуна ддя изготовления толстостенных отливок. Верхний предел по содержанию стронция используется при изготовлении тонкостенных отливок, Содержание магн.я и редкоземельных металлов зависит от остаточного содержания в чугуне серы и стронция. Нижний предел по содержанию магния возможен при максимальном содержании в чугуне редкоземельных металлов. Максимальное содержание редкоземельных металлов возможно при минимальном содержании магния. Содержание серы и фосфора минимальное. Их количество определяется составом исходных шихтовых материалов и равно: сера 0,005-0,03 вес.%; фосфор 0,01-0,1 вес.%.Химический состав и механические свойства известных чугунов 1 - 31,а также предложенного чугуна приведены в табл. 1,538051 6Режим термообработки: нагревают до760-780 С, выдерживают 8-10 час,озатем оулаждают со скоростью 20 С/часдо 620 С и выдерживают при этой тем 5 пературе 3-4 час. В табл. 2 приведены физико-механические свойства чугуна в литом состоинии.В табл, 3 приведены физико-механические свойства в термообработанном состоинии. Таблица 1. 3,82 3;72 2,54 3,74 4,02 2,84 2,68 2,36 2,86 0,52 0,27 0,21 0,84 0,43 4,83 1,96 1,41 1,26 0,56 0,34 0,84 0,23 0,23 0,24 0,08 0,87 3,6 0,28 0,08 0,58 0,23 0,12 0,06 0,06 0,05 0,05 0,05 0,02 0,02 0,08 0,05 0,04 0,03 РЗМ 0,0140,03 0,04 0,04 0,02 0,06 Сера 0;02 фосфор Железо 0,07 0,06 0,07 Остальное Остальное Остальное УглеродКремнийМарганецНикельМедьАлюминийМолибденВанадийХромВольфрамСтронцийМагний Остальное Остальное538051 Таблица 2. Показатели известный предложенный Предел прочности,кг/мм 54-59 51-54 50-52 53-59 58-63 Предел текучести,кг/мм 41-45 45-5 1 42-46 40-43 40-42 Относительноеудлинение, % 1,5-3,2 2,5-3,8 3,0-4,0 3,0-4,5 4,2-4,8 Ударная вязкость,кгм/см 1,8-3, 1 2,2-3,4 2,5-3,6 3, 0-4,3 3,6-5,1 Т а б л и ц а 3. Чугун Показатели предложенный известный Предел прочности,кг/мм 2 46-52 52-56 46-52 45-50 42-45 Предел текучести,кг/мм 37-40 40-44 38-4 О 35-38 Относительноеудлинение, % 8 - 15 8 - 17 7,5-9, О 4, 0-8, О 8 - 12 Ударная вязкость,кгм/см 5-7,0 6-10,0 215-4 в 5 2 ф 5-5,0 4 вОвО Как видно из данных таблиц относитель ное удлинение и ударная вязкость у предложенного чугуна выше, чем у известных как в питом, так и в термообработанном состояниях, Это можно объяснить получением в микроструктуре чугуна более мелкого,и равномерно расроложенного в поле шлифа шаровидного графита, улучшением его формы и получением мелкозернистой первичной структуры металлической матрицы, благодаря вводу в состав чугуна строн ция и вольфрама.Заказ 5678/16 Тираж 759 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 формула изобретения Легированный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, медь, молибден, магний, редкоземельные металлы 5 и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения пластических свойств и ударной вязкости он дополнигельно содержит вольфрам и стронций при следующем соотношении компонентов, вес, %; 10Углерод 3,2 - 4,5Кремний 2,0 - 3,2Марганец 0,05- 0,35Никель 0,5-3,0Медь 0,3 - 2,5 1Молибден 0,01- 0,3 МагнийРедкоземельныеметаллы О, 005-0,08Вольфрам 0,01 -Оэ 8Стронций 001 02Железо ОстальноеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент фРГ М 1213621, МКл.40 в 37/04, 31.03.63.2. Авторское свидетельство СССРМ 322394, МКл. С 22 С 37/00,30.11.71.3, Авторское свидетельство СССРМо 377393, МКл, С 22 С 37/0017,04,7 3,