SU1294863A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  производства отливок, обладающих высокой кавитационной стойкостью. Цель изобретени  - повышение кавитационной стойкости и стабилизаци  твердости по сечению отливок. Новый чугун содержит, мас.%: углерод 2,5- 3,4; кремний 1,8-2,5; марганец 0,6- 1,5; никель 0,2-0,7; медь 0,2-0,5; цирконий 0,02-0,1; магний 0,02-0,06; кальций 0,02-0,06; иттрий 0,002- . 0,03; по крайней мере один .элемент иэ группы, содержащей церий, лантан 0,02-0,06; свинец 0,05-0,2; титан 0,33-0,65; фосфиды железа 0,06-0,18 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна РЬ, TL и фосфидов железа, а также повышенное содержание Мп обеспечивает чугуну увеличение кавитационной стойкости чугуна в 1,8-3,7 раза, а также стабилизацию твердости (НВ 248-276) по сечению отливки. 2 табл. о (Л кэ ;О 4 СХ) О5 СО

Description

10

15

20

25

11294863

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов серых износостойких чугунов, обладающих высокой кавитационной стойкостью.

Цель изобретени  - повышение кавитационной стойкости и стабилизаци  твердости по сечению отливок.

Выбор граничных пределов компо- .нентов предлагаемого чугуна обусловлен следующим.

Дополнительное введение свинца в количестве 0,05-0,2 мас.% упрочн ет матрицу, микролегирует металлическую основу, повьппает стабильность твердости и сопротивл емость межкристал- литной коррозии, что обеспечивает повьшение прочностных свойств и ка- витационной стойкости. При содержании свинца до 0,05 мас.% твердость, прочность, сопротивл емость коррозии и кавитационна  стойкость матрицы недостаточны, а при увеличении концентрации свинца более 0,2 мас.% снижаетс  стабильность твердости, динамической прочности и коррозионной стойкости чугуна в отливках.

Титан в количестве 0,33-0,65 мае стабилизирует структуру, повышает твердость металлической основы и ее стабильность, упрочн ет металлическую основу и способствует повышению сопротивл емости износу и .кавитации. Содержание титана прин то от концентрации (0,33 мас.%), при которой достигаетс  существенное повышение твердости и кавитационной стой- -кости и ограничено концентрацией (0,65 мас.%), выше которой отмечаетс  увеличение содержани  неметаллических включений и снижаетс  ударна  ввзкость..

Фосфиды железа (0,06-0,18 мас.%) способствуют повышению твердости и прочности матрицы, механизм действи  которых про вл етс  в образовании сетки фосфидной эвтектики и повышении твердости матрицы и служебных свойств чугуна. Содержание фосфидов железа определено экспериментально. При их концентрации-до 0,06 мас.% повышение твердости и ее стабильности незначительное, а при концентрации фосфидов более 0,18 мас.% сетка

30

40

45

50

В предлагаемом ч

ггуне снижены

верхние пределы концентрации углерода и кремни , так

высоких их концентраци х укрупн ет

5 графит и снижаетс 

стойкость. Нижний предел содержани

углерода повышен до

2,8 .%, та

как при уменьшении Содержани  угле рода и дополнительном введении фос фидов железа увеличиваетс  отбел,

структуре возникает

тье в кокиль и снижаетс  структуры.

основных и ми

Содержание других

ролегирующих компонентов прин то и ход  из практики производства кави тационно-стойких чу1- унов при литье в кокиль.

в открытых ин- шихты на основ

Чугун выплавл ют дукционных печах из

литейных ЛКЗ и ЛК4 чугунов, предел ных чугунов Ml и М2 бо - электродов и фе)росплавов. Сви нец, титан и фосфиды железа ввод т раздаточные ковши,

металлы - непосредс ночные ковши. Угар % ратуре чугуна 141016-22% , а свинца 12-15%. Отливки образцов и отливок производ т в кокиль.

Коэффициент усво железа при проведен предлагаемого чугун|а составл ет 9

98%. Фосфиды железа

как при более

савитационна 

цементит при л

стабильно

а редкоземельны венно в разли- итана при темп составл 

ени  фосфидов

ИИ опытных пла

в измельченно

виде с частицами диаметром 0,5-3 ввод т в раздаточные ковши бараба готипа емкостью 2 Т после заливк них на 1/3 их объема расплавленно металла из индукционно й печи. Дл  получени  микролегирующей присадк измельченной до названных размеро

используют брикеты

фосфидов жедез

(ГОСТ 20560-81 и 22536.0-77).

При введении фосфидов железа в виде слитков и брикетов усиливает неоднородность распределени  фосф дов железа в отливках из предлага

мого чугуна и снижа

етс  коэффицие

усвоени  фосфидов железа до 67-84 Поэтому при проведении производст ных испытаний фосфиды железа ввод  с  в дробленом виде

ковши после заливки

ее

фосфидной эвтектики становитс  сплош- - расплава из печи. 3 счет заливки ной, отмечаетс  снижение стабильности механических и служебных свойств чугуна в отливках.

последующих порций расплава происх дит перемешивание расплава с фосфи ми железа и обеспечиваетс  необход

в

раздаточные них 1/8 объ

В предлагаемом ч

ггуне снижены

верхние пределы концентрации углерода и кремни , так

как при более

высоких их концентраци х укрупн етс 

5 графит и снижаетс 

савитационна 

стойкость. Нижний предел содержани 

углерода повышен до

2,8 .%, так

как при уменьшении Содержани  углерода и дополнительном введении фосфидов железа увеличиваетс  отбел, в

структуре возникает

цементит при литье в кокиль и снижаетс  структуры.

стабильность

15

20

25

основных и микСодержание других

ролегирующих компонентов прин то исход  из практики производства кави- тационно-стойких чу1- унов при литье в кокиль.

в открытых ин- шихты на основе

Чугун выплавл ют дукционных печах из

литейных ЛКЗ и ЛК4 чугунов, предельных чугунов Ml и М2 бо - электродов и фе)росплавов. Свинец , титан и фосфиды железа ввод т в раздаточные ковши,

металлы - непосредс ночные ковши. Угар ратуре чугуна 1410а редкоземельные венно в разли- итана при темпе- составл ет

16-22%, а свинца 12-15%. Отливки образцов и отливок производ т в кокиль.

Коэффициент усво железа при проведен предлагаемого чугун|а составл ет 9798% . Фосфиды железа

ени  фосфидов

ИИ опытных плавок

в измельченном

виде с частицами диаметром 0,5-3 мм ввод т в раздаточные ковши барабанно- готипа емкостью 2 Т после заливки в. них на 1/3 их объема расплавленного металла из индукционно й печи. Дл  получени  микролегирующей присадки, измельченной до названных размеров.

используют брикеты

фосфидов жедеза

(ГОСТ 20560-81 и 22536.0-77).

При введении фосфидов железа в виде слитков и брикетов усиливаетс  неоднородность распределени  фосфидов железа в отливках из предлагае

мого чугуна и снижа

етс  коэффициент

усвоени  фосфидов железа до 67-84%. Поэтому при проведении производственных испытаний фосфиды железа ввод тс  в дробленом виде

ковши после заливки

в

раздаточные них 1/8 объема

расплава из печи. 3 счет заливки

последующих порций расплава происходит перемешивание расплава с фосфидами железа и обеспечиваетс  необходинец , титан и фосфиды железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

3 12948634

ма  равномерность их в расплавленном ний, магний, кальций, иттрий, церий металле. Однородность отливок и рав- и/или лантан, и железо, о т л и ч а- номерность распределени  фосфидов ю щ и и с   тем, что, с целью повы- железа в расплаве, заливаемого в ли- шени  кавитационной стойкости и статейную форму, достигаетс  и дополни- билизации твердости по сечению отли- тельным перемешиванием в раздаточном век, он дополнительно содержит сви- ковше после заливки, всего расплава, и последующим переливом из раздаточного в разливочный ковш, в который перед разливкой ввод тс  редкоземель-fO ные металлы,

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок; а в табл. 2 - механические свойства чугунов в отливках.J5

Как следует из табл. 2, дополнительный ввод в состав чугуна свинца, титана и фосфидов железа обеспечивает повышение кавитационной стойкости в 1,8-3,7 раза и стабилизирует твер- 20 дость по сечению отливки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, никель, медь, цирко- 25

   нец, титан и фосфиды железа при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   ний, магний, кальций, иттрий, церий и/или лантан, и железо, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повы шени  кавитационной стойкости и ста билизации твердости по сечению отли век, он дополнительно содержит сви-

   Таблица 1

   Компонент состава

   Содержание компонента, мас.Х в соста

   Известном

   тт

   -г- -|ш ,1,- тг-, iaj

   железа -

   0,33 0,51 0,06 0,11

   Осталь- Осталь-Осталь- ноемое нее

   Свойства чугунов в отливках

   1

   Известного

   585

   705

   730 790

   590

   1,48 1,65 1,52 1,37

   230-254 248-257 254-265 256-265 230-251

   с

   255-295 257-273 259-275 260-276 258-287

   7180

   18

   7270

   7312 7318 7184

   Продолкение табп.1

   ве

   0,01 0,03

   Остал кое

   ,0,72 0,20

   Остальное

   Таблии,а2

   Показатели дл  чугуна

   5й

   730 790

   590

   680

   1,39

   230-259

   257-289

   7312 7318 7184

   7246