SU1225872A1 - Высокопрочный чугун - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке состава чугуна дл  отливок гидроаппаратуры , работающих в услови х повьппенных гидравлических давлений.

Целью изобретени   вл етс  повышение гидроплотности и механических свойств чугуна.

Пример. Выплавку чугуна известного и предложенного.составов осуществл ют в индукционной печи. В качестве шихтовых материалов примен ют углеродистый стальной лом, ферро- мйрганец и ферросилиций, в качестве карбюризатора - коксовую мелочь. Легирующие элементы ввод т следующим образом: цирконий, алюминий, кальций титан, РЗМ - путем присадки лигатуры ЦрСА-40 в ковш при , гафний - в виде комплексного сплава на

основе титана, бор - в виде ферробора . Комплексные сплавы, содержащие дополнительно вводимые элементы, присаживают на зеркало металла в печь за 5 мин до выпуска чугуна в ковш.

Дл  получени  граничньж пределов .компонентов с учетом коэффициента

Предлагаемый

нижний.

уровень 3,1 2,7 0,5 0,1 0,1 0,01 0,02 Нет 0,05 Нет

верхний

уровень 4,0 3,0 0,9 0,5 1,5 0,1 0,1 Нет 0,2 Нет

средний ..

уровень 3,55 2,85 0,7 0,3 0,8 0,05 0,06 Нет 0,12 Нет

ниже.

нижне го

уровн  3,0 2,6 0,4 0,01 0,01 Нет Нет Нет 0,01 Нет

Bbmie верхнего уровн  4,2 3,2 1,2 0,7 2,0 0,2 0,2 Нет 0,1 Нет

Известный 3,0- 1,7- 0,29- 0,2- 0,32- 0,03- Нет 0,01- Нет 0,2- 0,01- 3,82 2,64 0,7 0,4 0,5 0,1 0,02 0,45 0,38

усвоени  циркони , алюмини , гафни  и бора в чугуне расход лигатур (комплексных сплавов) следующий,

мас.%:

Цирк оний-кр е мний- алюминиева  лигатура с другими

металлами 0,4-2,0 Титан-гафний- кремниевый сплав0,05-0,25

ФерроборО,1-0,2

Сущность изобретени  заключаетс  в дополнительном вводе в состав чугуна бора, циркони , гафни  и алюмини  . . .

Оптимальным интервалом концентрации циркони , при котором наблюда- етс  снижение скорости процесса эвтектической кристаллизации и увеличение ее Продолжительности,  вл етс  0,05-0,2 мас.%. При содержании ниже 0,05 мас.% (а также более .0,2 мас.%) наблюдаетс  увеличение скорости процесса кристаллизации, привод щее к сокращению продолжительности кристаллизации, т-.е. сокращению времени пребывани  металла в жидкотвердом состо нии, в котором он способен заполн ть полость литейной формы, и снижению литейных свойств (жидкотекучести).

Алюминий герметизирует матрицу, снижает газонасыщенность, повьшает механические свойства и жидкотеку- честь. При увеличении содержани  алюмини  свыше 0,1 мас.% наблюдаетс  образование квазишаровидного графита , при содержании менее 0,02 мас.% - резкое снижение эффективности положительного воздействи  на свойства чугуна.

Бор вводитс  дл  измельчени  структуры металлической основы (первичного зерна аустенита), повьшени  механических свойств и увеличени  гидроплотности. При увеличении бора свьппе 0,1 мас.% в чугуне по вл етс  структурно свободный цементит, а отливки имеют поверхностный отбел. При концентрации бора ниже 0,05 мас.% размеры зерен первичного аустенита не измен ютс , а следовательно, не наблюдаетс  улучшени  механических свойств чугуна.

0,010,05 0,01 0,0050,005 96 5,5 660 90 0,5

0,1 0,1 0,1 0,05 0,5 97 6,0 800 ПО 0,35

0,Q5 0,07 0,05 0,0250,25 98 6,5 980 100 0,4

Нет 0,01 Нет

0,2 0,2 0,12

0,01- Нет 0,01- Нет 0,01- 60- 4,0- 550 60 0,75 0.1 0.05 0.04 70 5,0.

Действие гафни  аналогично .действию циркони . При совместном введении наблюдаетс  усиление эффекта сни- жени  скорости звтектической кристал- лизации. Кроме того, гафний, измельча  структуру, повышает механические свойства и гидроплотность чугуна. Из полученного чугуна отливают образцы дл  определени  механических свойств, гидроплотности и проведени  дифференциального термического анализа .

Химический состав исследованных чугунов и результаты проведенных ис- пытаний даны в таблице.

Как видно из таблицы предлагаемый чугун значительно превосходит известный по механическим свойствам и гид- 1 оплотности, что достигаетс  вследст- вне увеличени  времени эвтектической кристахшизации при одновременном снижении ее скорости. Это обеспечивает получение более дисперсной структуры. Экономическа  эффективность от внедрени  предлагаемого чугуна достигаетс  за счет повьш1ени  надежности и гидравлических характеристик гидроаппаратуры .

65 4,5 590 75 0,55

70 5,0 550 75 0,6

Claims (1)

1. ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, хром, титан, магний, редкоземельные металлы, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения гидроплотности и механических свойств, он дополнительно содержит бор, цирконий, гафний и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод 3,1-4,0 Кремний 2,7-3,0 Марганец 0,5-0,9 Медь 0,1-1,5 Хром 0,1-0,5 Титан 0,01-0,1 Магний 0,005-0,05 Редкозе- мельные металлы 0,01-0,1 О <А Кальций 0,01-0,1 Бор 0,05-0,1 ω Цирконий 0,05-0,2 Гафний 0,005-0,05 с* Алюминий 0,02-0,1 Железо Остальное и*