4j4j
00 I Изобретение относитс к металлу гии, в частности к изысканию ферри ных ковких чугунов дл литых детал работающих в услови х многократно повтор ющихс ударов и низких температур . Известен ковкий чугун 1J, содеф жащий, вес.%: Углерод2,3-2,7 Кремний1,9-2,3 МарганецДо О,А РедкоземельЕ1Ь е металлы0,1-0,3 СераДо 0,025 ФосфорДо 0,05 Железо.Остальное Недостатком известного чугуна л етс низка сопротивл емость чуг на атмосферной коррозии. Отливки и этого чугуна при низких температур имеют низкую ударную в зкость. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому вл етс ковкий чугун содержащий, вес.%: Углерод1,7-2,9 Кремний1 ,3-2,3 Марганец0,2-0,3 Хром0,03-0,11 Редкоземельные металлы0,03-0j1 Алюминий0,02-0,5 Сурьма0,03-0,11 Бор0,001-0,05 ЖелезоОстальное После графитизирующего отжига с выдержкой при температуре первой стад графитизации (980-1000 С) в течение 2-2,2 ч и при температуре второй стадии графитизадии (700-7АО С) в течение 2,5-3 ч с последующим охлаж дением на воздухе ковкий чугун имее твердость 100-150 НВ; ударную в зкость при 30°С 0,15-0,19 М,Цж/м2 ; от сительное удлинение 10-16%; временн сопротивление - более 370 Ша. Стой кость против атмосферной коррозии 14,8-15,5 год. Недостатком известного чугуна в ютс неудовлетворительные уровень динамической прочности при отрицате ных температурах и показатель преде коррозионной усталости, который при испытании на базе 10 циклов не превышает 250 МПа. Цель изобретени - повышение пре ла коррозионной усталости, ударной в зкости при отрицательных температ 332 pax и стой-кости против атмосферной коррозии.. Поставленна цель достигаетс тем, что ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, хром, марганец, алюминий, редкоземельные металлы, сурьму, бор и железо, дополнительно содержит медь, титан и цинк при следующем соотг огае1гии компонентов, мас.%: 1,8-3,0 Углерод 0,8-1,8 Кремний 0,02-0,3 0,8-12,0 Марганец 0,02-0,2 Алюминий Редкоземельные 0,03-0,07 металлы 0,002-0,5 0,002-0,03 0,10-0,5 0,03-0,2 , 0,02-0,5 Железо Остальное В качестве технологических примесей чугун может содержать, мас.%: азот 0,002-0,050; сера 0,2; фосфор до 0,02; магний до 0,02. В предлагаемом чугуне увеличено ..содержание марганца, который повышает ударную в зкость чугуна при отрида- тельных температурах, до 0,8-12 мас.%. Нижний предел содержани марганца может быть рекомендован дл тонкостенного лить , а верхний - дл литых изделий с толщиной стенок более 50 мм. При увеличении содержани марганца более. 12 мас.% удлин етс цикл графитизирующего отжига отливок. Медь в количестве 0,1-0,5 мас.% в ковком чугуне обеспечивает повышение предела коррозионной усталости и стойкости против атмосферной коррозии . Явл сь графитизирующей модифицирующей добавкой в чугуне, она повышает количество феррита в отливках и способствует увеличению ударной в зкости . При Содержании до 0,1 мас.% ее вли ние незначительно, а при увеличении содержани меди более 0,5 мас.% увеличиваетс неоднородность структуры ковкого чугуна в отливках. Титан введен в чугун как эффективна микролегирующа добавка, способствующа измельчению структуры и повьппению динамической прочности при отрицательных температурах. Нижн концентраци титана может быть рекомендована дл чугунов с низким содержанием азота и других технологи3 1 ческих примесеГ, а верхн концентраци (0,2 мас.%) - при содержании 0,1-0,2 мас,% технологических приме .ей. При увеличении концентрации титана более 0,2 мас.% увеличиваетс содержание неметаллических включений по границам зерен и снижаетс динамическа прочность отливок. Цинк в количестве 0,02-0,5 мас.% оказывает отбеливающее вли ние при кристаллизации отливок и повьпиает ударную в зкость после гоафитизируюшего отжига, не оказыва суп1ественного вли ни на продолжительность цикла графитизируюшего отжига. Нижний предел концентрации цинка (0,02 мас.%) может быть рекомендован дл тонкостен ных отливок, а верхний предел концент рации (0,5 мас.%) - дл отливок с толщиной стенок более 50 мм. Плавку чугуна с температурой 1400 производ т в вагранке, а перегрев чугуна до 1480-1520°С и доводку химического состава производ т в дуговой электропечи. Микролегирование чугуна медью и титаном производ т в раздато ных ковшах при выпуске металла из ду говой печи, а микролегирование цинком - в разливочном ковше. Разливку чугуна в литейные формы производ т при 1370-1410°С. Дл рафинировани жидкого чугуна перед модифицирование и микролегированием примен ют кальцинированную соду (ГОСТ 5100-73) и известь (ГОСТ 8677-66). В табл. 1 приведены составы известного и предлагаемого чугунов в отлив ках, выплавленных с использованием 534 дуплекс-процесса вагранка-дугова электропечь. В табл. 2 приведены данные механических испытаний исследованных чугунов и их стойкости при отрицательных температурах. Механические испытани проведены после графитизирующего отжига отливок и образцов по режиму: нагрев до 4,5-6,0 ч, выдержка при первой стадии графитизации (980-1000°С) 2,0-2,2 ч; быстрое охлаждение до , вьщержка при второй стадии графитизации 2,5-2,8 ч и охлаждение на воздухе. До отжига отливки имели твердость 415-480 НВ, а после графитизирующего отжига - 121-161 НВ. Испытани на ударный изгиб провод т при комнатной и пониженных температурах на образцах типа П по ГОСТ 9454-78, испытание предела коррозионной усталости на базе 10 циклов - на образцах типа УШ по ГОСТ 2865-65 и прочностных свойств -| на стандартных (16 мм) образцах. Повышение ударной в зкости при 1 низких температурах позвол ет увеличить срок службы деталей машин и механизмов , дает возможность более широкого использовани ковкого чугуна в машиностроении. Экономический эффект от использовани предлагаемого ковкого чугуна за счет повьппени долговечности деталей и повышени надежности ь№ханизмов и машин составит около 350 тыс.руб. в год.00 I The invention relates to metal, in particular, to the search for ferric malleable cast irons for cast parts operating under conditions of repeated impacts and low temperatures. Known malleable cast iron 1J, sodefsya, wt.%: Carbon2.3-2.7 Silicon1.9-2.3 Manganese Up to O, A Rare earth E1 metals and 0.1-0.3 Sulfur to 0.025 Phosphorus to 0.05 Iron. The Rest of the Famous Cast iron is a low resistance to iron on atmospheric corrosion. At low temperatures, castings of this cast iron also have a low impact strength. The closest in technical essence and the achieved effect to the proposed is malleable iron containing, wt.%: Carbon 1.7-2.9 Silicon1, 3-2.3 Manganese 0.2-0.3 Chromium 0.03-0.11 Rare-earth metals 0 , 03-0j1 Aluminum 0.02-0.5 Antimony 0.03-0.11 Bor0.001-0.05 Iron Others After graphitizing annealing with holding at the temperature of the first graphitization stage (980-1000 C) for 2-2.2 h and at the temperature of the second stage of graphitization (700-7AO C) for 2.5-3 h, followed by cooling in air, malleable cast iron has a hardness of 100-150 HB; impact strength at 30 ° С 0.15-0.19 M, Gy / m 2; from lengthening of 10-16%; temporary resistance - more than 370 Sha. Stable bone against atmospheric corrosion 14.8-15.5 year. The disadvantage of cast iron is the unsatisfactory level of dynamic strength at negative temperatures and the index of corrosion fatigue, which, when tested on the basis of 10 cycles, does not exceed 250 MPa. The purpose of the invention is to increase the level of corrosion fatigue, toughness at negative temperatures of 332 pax and resistance to atmospheric corrosion. The goal is achieved by the fact that malleable cast iron containing carbon, silicon, chromium, manganese, aluminum, rare earth metals, antimony , boron and iron, additionally contains copper, titanium and zinc with the following components, wt.%: 1.8-3.0 Carbon 0.8-1.8 Silicon 0.02-0.3 0.8-12-12 , 0 Manganese 0.02-0.2 Aluminum Rare-earth 0.03-0.07 metals 0.002-0.5 0.002-0.03 0.10-0.5 0.03-0.2, 0.02-0 , 5 Iron Rest As techno ble may contain iron impurities,% by weight: 0,002-0,050 nitrogen;. sulfur 0,2; phosphorus to 0.02; magnesium to 0.02. In the proposed iron, the manganese content is increased, which increases the impact strength of the iron at negative temperatures to 0.8–12 wt.%. The lower limit of the content of manganese can be recommended for thin-walled casting, and the upper limit for molded products with wall thicknesses greater than 50 mm. With an increase in manganese content more. 12 wt.% Lengthen the cycle of graphitizing annealing of castings. Copper in the amount of 0.1-0.5 wt.% In forging iron provides an increase in the limit of corrosion fatigue and resistance to atmospheric corrosion. Being a graphitizing modifying additive in cast iron, it increases the amount of ferrite in castings and contributes to an increase in toughness. With a content of up to 0.1 wt.%, Its effect is insignificant, and with an increase in the copper content of more than 0.5 wt.%, The heterogeneity of the structure of ductile iron in castings increases. Titanium is introduced into cast iron as an effective microalloying agent, contributing to the refinement of the structure and the dynamic strength at negative temperatures. The lower concentration of titanium can be recommended for cast irons with a low nitrogen content and other technological impurities, and the upper concentration (0.2 wt.%) - with a content of 0.1–0.2 wt.% Of technological properties. With an increase in the titanium concentration of more than 0.2 wt.%, The content of non-metallic inclusions at the grain boundaries increases and the dynamic strength of castings decreases. Zinc in an amount of 0.02–0.5 wt.% Has a whitening effect during the crystallization of the castings and increases the impact strength after the co-antifying annealing, without having a direct effect on the cycle time of the graphitizing annealing. The lower limit of zinc concentration (0.02 wt.%) Can be recommended for thin-walled castings, and the upper concentration limit (0.5 wt.%) - for castings with wall thicknesses greater than 50 mm. The smelting of cast iron with a temperature of 1400 is carried out in a cupola, and the overheating of cast iron to 1480-1520 ° C and the finishing of the chemical composition are carried out in an electric arc furnace. The microalloying of cast iron with copper and titanium is carried out in razdatovyh ladles with the release of metal from the arc furnace, and the microalloying with zinc - in a casting ladle. Cast iron is cast into molds at 1370-1410 ° C. Soda ash (GOST 5100-73) and lime (GOST 8677-66) are used for refining liquid iron before modifying and micro-doping. In tab. 1 shows the compositions of the known and proposed cast irons in castings produced using the 534 duplex process of the cupola-arc electric furnace. In tab. 2 shows the data of mechanical tests of the investigated cast irons and their durability at low temperatures. Mechanical tests were carried out after graphitizing annealing of castings and samples according to the mode: heating to 4.5-6.0 h, holding at the first stage of graphitization (980-1000 ° С) 2.0-2.2 h; rapid cooling to a peak in the second stage of graphitization 2.5-2.8 h and air cooling. Before annealing, the castings had a hardness of 415-480 HB, and after graphitizing annealing - 121-161 HB. Impact bending tests are carried out at room and low temperatures on specimens of type P according to GOST 9454-78, testing the limit of corrosion fatigue on the basis of 10 cycles on specimens of the type USH according to GOST 2865-65 and strength properties - | on standard (16 mm) specimens. Increasing the toughness at 1 low temperatures makes it possible to increase the service life of machine parts and mechanisms, which enables wider use of ductile iron in mechanical engineering. The economic effect from the use of the proposed ductile iron due to the greater durability of the parts and the increase in reliability of the mechanisms and machines will be about 350 thousand rubles. in year.