RU1792446C - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  получени  качественных отливок, обладающих высокими эксплуатационными свойствами. Чугун содержит , мас.%: углерод 2,9-3,5; кремний 1,7-2,7; марганец 0,3-0,8; хром 0,1-0,5; никель 0,5- 0,3; азот 0,005-0,03; ванадий 0,05-0,3; алюминий 0,001-0,1; фосфор 0,1-0.2; стронций 0,001-0,01; медьО,1-0,9; железо остальное. Чугун обладает повышенной гидроплотностыо и стабильными прочностными свойствами

Description

Изобретение относитс  к черной метал- лур -ии, а именно к литейному производству, и мохет быть использовано в качестве материала г ри производстве отливок, обладающих высок чми эксплуатационными свойствами.

Дл  достижени  высоких эксплуатационных свойств отливок в насто щее врем  используетс  большое количество различных комплексно легированных чугунов,

Использование дл  отливки тонкостенных деталей этих чугунов требует предотвращени  отбела при кристаллизации, повышени  их углеродного эквивалента. В то же врем  это приводит к снижению эффективности вли ни  легирующих элементов и резкому снижению прочностных свойств чугуна.

Известен чугун следующего состава. . |Углерод3,4-3.9

Кремний2,3-2,9

0,3-0.9

0,1-0,3

0,1-1,0

0,03-0,2

0,03-0,2

0,2-0,8

0,02-0,1

0,03-0,3

Марганец

Хром

Никель

Титан

Ванадий

Медь

Кальций

Редкоземельные

металлы

Недостатком такого чугуна  вл етс  . резкое снижение прочностных свойству ростом его углеродистого эквивалента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к за  вл е- м ому составу чугуна  вл етс  чугун содержащий, мас.%:

Углерод2,9-3,5

Кремний1,7-2,7

Марганец0,3-0,8

Хром0.1-0,5

Никель 0,05-0,3

х| О

го

ь.

ON

Сл)

0.005-0,03

0,15-0,5

0,005-0,02

0.001-0,1

Остальное

Недостатком известного чугуна  вл етс  невысока  гидроплотность, резкое снижение прочности при повышении его углеродного эквивалента.

Целью изобретени   вл етс  повышений тйдроплртности и стабилизаци  прочностных свойств чугунов с различным углеродным эквивалентом.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец , хром, никель, азот, ванадий, алюминий, железо, согласно изобретению дополнительно содержит фосфор, стронций и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: .

Углерод

Кремний

Марганец .. .

Хром. , h

Никель , Азот

Ванадий

Алюминий

Фосфор Стронций Медь Железо

2,9-3,5 1,7-2,7

о,з-о;8

0,1-0,5

0,05-0,3

0,605-0,3

0,05-0,30

0,001-0,1

0,1-0,2

0,001-0,01

0,15-0,9

Остальное

Введение в состав предлагаемого чугуна фосфора способствует повышению проч- ностных характеристик, что обусловлено измельчением эвтектического зерна и ростом сопротивлени  разрушению чугуна под действием тангенциальных составл ющих внешних сил. Ввод стронци  усиливаетдей- ствие фосфора, что св зано с выделением фосфора в виде мелких включений тройной мелкозернистой фосфидной эвтектики. Это стабилизирует прочностные свойства чугуна при изменении углеродного эквивалент- на и повышает его гидроплотность. Дл  получени  высококачественного чугуна верхнее содержание фосфора ограничиваетс  0,2%, так как при повышении его содержани  свыше этого предела повы- шаетс  пористость чугуна и ухудшаетс  его гидроплотность. При содержании фосфора ниже нижнего предела это оказывает отрицательное вли ние на за вл емые свойства.

Введение в состав за вл емого чугуна стронци  нар ду е измельчением первичного зерна чугуна, способствует уменьшению размеров графитовых пластин, что снижает зависимость прочностных свойств от углеродного эквивалента чугуна и повышает его

5 0 5 0

5

гидроплотность. Отмечено также, что введение в состав чугуна стронци  в за вл емых пределах резко увеличивает благопри тное вли ние на за вл емые свойства как фосфора ,так и меди. Верхний предел содержани  стронци  ограничен возрастанием склонности чугуна к кристаллизации по метастабиль- ной схеме, что отрицательно сказываетс  на всем комплексе свойств чугуна, а при его со0 держании ниже нижнего предела резко снижаетс  положительное вли ние фосфора и меди.;. .....,., л .......

Введение в состав чугуна совместно со 1 стронцием и фосфором в предлагаемых пре5 делах меди обусловлено ее благопри тным вли нием на выравнивание прочностных свойств комплекснолегированного чугуна с различным углеродным эквивалентом. При содержании меди о за вл емом чугуне

0 меньше нижнего предела она не оказывает вли ни  на процесс кристаллизации чугуна и не сказываетс  на гидроплотности и прочностных характеристиках. Содержание меди больше верхнего предела экономически

5 нецелесообразно, так как при этом все за вл емые характеристики чугуна практически не улучшаютс .

Пример. Чугуны по за вл емому 0 составу и составу прототипа выплавл лись в 50-кг индукционной печи и после перегрева до 1380°С разливались в песочно-глини- стые формы. Составы исследуемых чугуноп и их свойства представлены в таблице. На приготовленных образцах из исследуемых чугунов в соответствии с ТОСТ 1497-83 и ГОСТ 14019-80 определ лись пределы прочности на раст жение и изгиб. Вли ние химического состава чугуна на его гидроплотность изучали на цилиндрических образцах с толщиной 5 мм, в которые подавалась под дав/з- нием вода. По манометру фиксировалось давление, при котором на внешней стороне образца по вл лась вода после выдержки образца под давлением в течение 5 мин.

Как видно из таблицы, увеличение в чугуне прототипе углеродного эквивалента с 3,47 до 4,4 ведет к резкому снижению прочностных свойств и гидроплотности, что выражаетс  в уменьшении давлени  до по влени  гидротечи (образцы 1 и 2). Дополнительное введение в состав чугуна фосфора , стронци  на верхнем и нижнем пределах (образцы 3,4) позвол ет повысить гидроплотность чугуна и снизить зависимость его прочности от углеродного эквива- лента. Изучение микроструктуры этих чугунов показывает, что металлическа  основа из них полностью перлитна  с мелкими включени ми фосфидной эвтектики. Графитова  составл юща  представлена в виде мелких пластин. При снижении содержани  фосфора, меди и стронци  ниже предлагае- мрго нижнего предела (образец б) или выше верхнего предела (образец 7) наблюдаетс  (с нижёние давлени  ДО по влени ) гидро- и резко падают прочностные свойства чугуна.-. : .

Из данных таблицы следует, что состав п зед/1агаемого чугуна обеспечивает повы- шение гидроплотности и прочности чугуна пзи повышенном углеродном эквиваленте, ч1 о обеспечивает повышение рабочих характеристик тонкостенных отливок.

Использование изобретени  позво- лит повысить качество тонкостенных отливок; снизить металлоемкость изделий; повысить эффективность вли ни  легирующих элементов: снизить количество литейного брака; повысить износостой- кость отливок.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, азот, алюминий , железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  гидроплотности и стабилизации прочностных свойств чугуна, он дополнительно содержит фосфор, стронций и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   - 2.9-3,5;

   -1,7-2,7;

   - 0,3-0,8;

   -0,1-0,5;

   - 0,05-0,3;

   - 0,005-0,03:

   -0,05-0,3;

   -0,001-0,1;

   -0,1-0,2;

   -0,001-0.01:

   -0,1-0,9;

   - остальное.