RU2112073C1 - Чугун - Google Patents
Чугун Download PDFInfo
- Publication number
- RU2112073C1 RU2112073C1 RU96124714A RU96124714A RU2112073C1 RU 2112073 C1 RU2112073 C1 RU 2112073C1 RU 96124714 A RU96124714 A RU 96124714A RU 96124714 A RU96124714 A RU 96124714A RU 2112073 C1 RU2112073 C1 RU 2112073C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- strength
- copper
- manganese
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к чугунам с шаровидной формой графита для получения отливок, обладающих в исходном состоянии высокой пластичностью и прочностью. Новый чугун содержит, мас. %: углерод 2,7 - 3,8; кремний 2,1 - 2,9; марганец 0,15 - 0,45; медь 0,1 - 0,35; никель 0,4 - 1,0; магний 0,03 - 0,08; железо - остальное. Такой состав обеспечивает сбалансированное соотношение прочностных и пластических свойств чугуна, необходимое при изготовлении высоконагруженных ответственных деталей машин, например, зубчатых колес. 1 табл.
Description
Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию чугунов с шаровидной формой графита для получения отливок, обладающих в исходном состоянии высокой пластичностью и прочностью.
Известные в настоящее время решения в области создания таких чугунов носят поисковый характер с ярко выраженной тенденцией обеспечения необходимых механических свойств путем подбора ингредиентов из широкого диапазона элементов, таких как барий, цирконий, алюминий, титан, молибден с использованием редкоземельных металлов (РЗМ), а это, во-первых, может настолько удорожить чугун, что сведет на нет эффективность и экономическую целесообразность замены им дорогостоящих легированных сталей; во-вторых, приводит к увеличению качественного состава чугуна, усложняющему технологию его получения.
К тому же, как видно из проведенного заявителем анализа известных в этой области решений, достичь уравновешенного (сбалансированного) соотношения прочностных и пластических свойств пока не удавалось и, как правило, одно из рассматриваемых свойств превалирует над другим, что либо обуславливает снижение служебных свойств машиностроительных деталей, либо препятствует использованию метода пластического деформирования в их изготовлении, а это хоть и опосредованно, но также оказывает отрицательное влияние на уровень служебных свойств деталей.
Иллюстрацией к изложенному может служить чугун по а.с. СССР N 1705393, C 22 C 37/10, 1992 г., который обладает высокой пластичностью, но из-за неудовлетворительного уровня прочностных характеристик не может быть использован для изготовления ответственных тяжелонагруженных машиностроительных деталей, а также предназначенные для изготовления таких деталей чугуны с шаровидной формой графита, (например по а. с. СССР N 1216240, 1984 г.; N 1227709, 1983 г. ; N 1252381, 1984 г.; N 1444388, 1987 г. - все кл. C 22 C 37/10), которые содержат углерод, кремний, марганец, магний, медь, никель, неметаллические примеси и железо с добавлением кальция, алюминия, РЗМ и других не менее дорогостоящих металлов, и обладают достаточной прочностью, но из-за низкого уровня технологической пластичности непригодны для деталей, получаемых методом пластического деформирования.
Известным также чугуны с шаровидной формой графита, предназначенные для ответственных тяжелонагруженных автомобильных деталей, обладающие высокой пластичностью.
Эти чугуны по составу и достигнутым качественным показателям близки к предлагаемому. Из них в качестве наиболее близкого аналога, более совпадающего с предлагаемым по количественному соотношению ингредиентов, определен чугун по а.с. 1458416, который содержит, мас.%: углерод (3,2-3,6), кремний (1,8-2,5), марганец (0,1-0,4), магний (0,01-0,015), медь (0,5-0,8), никель (0,6-0,8), а также кальций (0,06-0,1) РЗМ (0,03-0,06), цирконий (0,02-0,1), барий (0,02-0,1), железо (остальное). Чугун получают с использованием в качестве шихты литейного чугуна, что обуславливает наличие в нем нетехнологических примесей, таких как хром, сера, фосфор.
К недостаткам аналога следует отнести наличие в составе чугуна кальция, РЗМ, циркония и бария, поскольку это обуславливает недостаточность прочностных свойств, сокращающую диапазон использования чугуна; его удорожание и усложнение технологии получения, т.к. РЗМ, барий, цирконий и кальций относятся к легкоокисляемым элементам; содержание кальция свыше 0,05 мас.% при сере до 0,03 мас.%, приводит к образованию большого количества неметаллических включений, в т.ч. и с РЗМ; цирконий является "независимым" реагентом (трудно контролируемым другими элементами), поэтому приходится вводить дополнительное количество кальция, что нежелательно, т.к. введение этого элемента свыше 0,08 мас. % технологически затруднительно. Относительно бария установлено, что при его содержании свыше 0,01 мас.% увеличивается угар бария, снижается технологическая пластичность и повышается угар других модификаторов, включая магний.
Предлагаемое изобретения направлено на решение задачи, заключающейся в разработке состава чугуна с шаровидной формой графита, отливки из которого в исходном состоянии обладают уравновешенным соотношением прочности и пластичности, достаточным для изготовления различных машиностроительных деталей, в т.ч. ответственных тяжелонагруженных, имеющих сложнофасонный профиль, например зубчатых колес, с использованием разнообразных методов обработки, в т.ч. и метода пластического деформирования, что позволяет получать такие детали, как бы с составной структурой: высокопрочным поверхностным слоем и вязкой сердцевиной, необходимой для повышения служебных свойств этих деталей. К тому же решение задачи способствует расширению диапазона экономичного использования чугунов взамен сталей.
Сущность изобретения заключается в том, что для решения поставленной задачи в чугуне, содержащем углерод, кремний, марганец, медь, никель, магний и железо, в отличие от аналога компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %:
Углерод - 2,7 - 3,8
Кремний - 2,1 - 2,9
Марганец - 0,15 - 0,45
Медь - 0,1 - 0,35
Никель - 0,4 - 1,0
Магний - 0,03 - 0,08
Железо - Остальное
Установление необходимых соотношений компонентов осуществлено исходя из следующих соображений.
Углерод - 2,7 - 3,8
Кремний - 2,1 - 2,9
Марганец - 0,15 - 0,45
Медь - 0,1 - 0,35
Никель - 0,4 - 1,0
Магний - 0,03 - 0,08
Железо - Остальное
Установление необходимых соотношений компонентов осуществлено исходя из следующих соображений.
Граничные параметры содержания основных компонентов, мас.% углерода (2,7-3,8), кремния (2,1-2,9) и марганца (0,15-0,45) определены, исходя из практики производства высокопрочных чугунов с повышенным упругопластическими свойствами. При концентрации углерода менее 2,7 мас.% и кремния менее 2,1 мас. % снижаются пластические свойства чугуна, возникает вероятность отбела. При концентрациях, превышающих верхние пределы содержания этих элементов 3,8 мас.% и 2,9 мас.% соответственно снижаются прочностные свойства чугуна.
Введение марганца выше заявленного предела 0,45 мас.% обуславливает снижение пластических свойств чугуна, а при содержании ниже 0,15 мас.% позитивного воздействия его на механические свойства чугуна не наблюдается.
Никель и медь упрочняют матрицу, повышают стабильность структуры, существенно повышают технологическую пластичность и прочность чугуна.
Медь при содержании в пределах 0,1-0,35 мас.% способствует графитизации, повышает твердость металлической основы. При содержании меди ниже 0,1 мас.%, снижаются механические свойства чугуна, при увеличении верхнего предела содержания меди ухудшается показатель пластичности.
К тому же никель в количестве 0,4-1,0 мас.% является активным графитизатором. Содержание никеля ниже 0,4 и выше 1,0 нецелесообразно, т.к. ухудшаются прочностно-пластические характеристики чугуна.
Наличие в чугуне магния вызывает образование графита шаровидной формы, что повышает механические свойства чугуна. При содержании магния менее 0,03 мас.% графит образуется не шаровидной формы, а при превышении верхнего пределы (0,08 мас.%) возрастает склонность чугуна к отбелу.
В чугунах допускается наличие нетехнологических примесей в виде серы (0,002-0,015), фосфора (0,02-0,09), хрома (0,03-0,09), поскольку они могут находиться в исходном сырье, используемом в качестве шихты, но не более указанных пределов.
В таких пределах эти примеси не оказывают какого-либо решающего влияния на механические свойства чугунов, к тому же они в достаточной степени нейтрализуются другими элементами состава, в частности марганцем.
Химический состав и механические свойства чугунов приведены в таблице, где: составы 1-3 соответствуют известному чугуну, состав 5, 6 и 7 соответствуют предлагаемому чугуну, составы 4 и 8 - с содержанием компонентов за заявляемыми пределами.
Пример
Плавку чугунов проводят в открытой индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют литейный рафинированный чугун (80%), стальную высечку (20%) и ферросплавы (1-2%). Модифицирование чугуна проводят непосредственно в ковше. Ковш заполняют расплавом при 1450-1550oC. Заливку песчано-глинистых литейных форм проводят при 1360-1450oC.
Плавку чугунов проводят в открытой индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют литейный рафинированный чугун (80%), стальную высечку (20%) и ферросплавы (1-2%). Модифицирование чугуна проводят непосредственно в ковше. Ковш заполняют расплавом при 1450-1550oC. Заливку песчано-глинистых литейных форм проводят при 1360-1450oC.
Claims (1)
- Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, магний и железо, отличающийся тем, что компоненты взяты в следующем соотношении, мас. %.Углерод - 2,7 - 3,8
Кремний - 2,1 - 2,9
Марганец - 0,15 - 0,45
Медь - 0,1 - 0,35
Никель - 0,4 - 1,0
Магний - 0,03 - 0,08
Железо - Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96124714A RU2112073C1 (ru) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Чугун |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96124714A RU2112073C1 (ru) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Чугун |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2112073C1 true RU2112073C1 (ru) | 1998-05-27 |
RU96124714A RU96124714A (ru) | 1998-10-10 |
Family
ID=20188739
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96124714A RU2112073C1 (ru) | 1996-12-30 | 1996-12-30 | Чугун |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2112073C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA009452B1 (ru) * | 2005-04-01 | 2007-12-28 | Оао "Минский Завод Отопительного Оборудования" | Чугун |
RU2499070C2 (ru) * | 2008-11-19 | 2013-11-20 | Митек Отомоутив Аг | Зубчатое колесо и уравновешивающий вал для поршневого двигателя |
RU2551724C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2015-05-27 | Хитачи Зосен Корпорейшн | Чугун с шаровидным графитом и способ его изготовления |
-
1996
- 1996-12-30 RU RU96124714A patent/RU2112073C1/ru active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA009452B1 (ru) * | 2005-04-01 | 2007-12-28 | Оао "Минский Завод Отопительного Оборудования" | Чугун |
RU2499070C2 (ru) * | 2008-11-19 | 2013-11-20 | Митек Отомоутив Аг | Зубчатое колесо и уравновешивающий вал для поршневого двигателя |
RU2551724C1 (ru) * | 2013-03-29 | 2015-05-27 | Хитачи Зосен Корпорейшн | Чугун с шаровидным графитом и способ его изготовления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4290805A (en) | Method for obtaining iron-based alloys allowing in particular their mechanical properties to be improved by the use of lanthanum, and iron-based alloys obtained by the said method | |
CN110029267B (zh) | 球墨铸铁 | |
US4246026A (en) | Manufacturing process of vermicular graphic cast-irons through double modification | |
EP1126037B1 (en) | Production of nodular cast iron involving a preliminary inoculation in the casting ladle | |
RU2112073C1 (ru) | Чугун | |
EP0041953B1 (en) | Production of vermicular graphite cast iron | |
US3726670A (en) | Nodular graphite cast iron containing calcium,rare earth metals and magnesium and a method for its production | |
US2932567A (en) | Cast iron and process for making same | |
SU1186684A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
SU1588790A1 (ru) | Модификатор-брикет | |
SU1010153A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
SU1303260A1 (ru) | Способ обработки чугуна при изготовлении прокатных валков | |
SU1446187A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
SU1337434A1 (ru) | Чугун с вермикул рным графитом | |
SU1289905A1 (ru) | Чугун | |
US2625473A (en) | Lithium modified magnesium treatment of cast iron | |
SU1224349A1 (ru) | Брикет дл модифицировани чугуна | |
RU2138576C1 (ru) | Чугун | |
SU931782A1 (ru) | Лигатура | |
SU589275A1 (ru) | Сплав дл раскислени и модифицировани стали | |
SU1027266A1 (ru) | Чугун | |
RU2007465C1 (ru) | Способ получения высокохромистых белых износостойких чугунов | |
SU985119A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
SU1068527A1 (ru) | Чугун | |
SU1613504A1 (ru) | Способ выплавки серого чугуна |