SU1294867A1 - Ковкий чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к метал- лургии и може т быть использовано при изготовлении отливок, обладающих повышенной теплоемкостью и плотностью . Цель изобретени  - повышение удельной теплоемкости и плотности. Новый чугун содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 2,1-2,8; кремний 0,8-1,2; марганец 0,8-1,6; ванадий 0,03-0,57; алюминий 0,002-0,01; теллур 0,002-0,02; магний 0,002-0,02; нитриды бора 0,004- 0,08 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна теллура, магни  и бора в виде нитридов бора обеспечивает повышение удельной теп- . лоемкости с 0,118 до 0,125-0,130 кал/ и плотности с 7,22 до 7,32- 7,44 г/см. 2 табл. S (Л to со 4 ОО 05

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов чугуна с повышенными показател ми теплоемкости и плотности.

Целью изобретени   вл етс  повышение удельной теплостойкости и плотности .

Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим.

Дополнительное введение нитридов бора микролегирует и уплотн ет матрицу , снижает ростоустойчивость и повышает монолитность матрицы. При содержании нитридов бора до 0,004 мас.% микролегирующий эффект и уплотнение матрицы незначительны, а при увеличении нитридов бора более 0,08 мас.% снижаютс  механические свойства, увеличиваетс  содержание графитовой фазы и снижаетс  теплоемкость.

Теллур в количестве 0,002- 0,02 мас.% модифицирует и отбеливает металлическую основу литого металла, снижает микропористость и увеличивает плотность чугуна после отжига и теплоемкость . Нижн   концентр аци  теллура прин та от содержани  (0,002 мас.%), при котором исключаетс  образование в литом металле свободного графита н увеличиваетс  плотность- матрицы, а верхний предел концентрации ограничен содержанием (0,02 мас.%), выше которого увеличиваетс  загр зненность границ зерен и хрупкость белого чугуна , существенно удлин етс  цикл отжига- и снижаютс  пластичность и теплоемкость .

Магний в количестве 0,002- 0,02 мас.% повьшает плотность, снижает коэффициент теплопроводности, повышает удельную теплоемкость и ростоустойчивость . Концентраци , магни  менее 0,002 мас.% не обеспечивает модифицирующего эффекта и повышени  теплоемкости, а при повышении содержани  магни  более 0,02 мас.% увеличиваетс  количество дефектов структуры и снижаетс  монолитность матрицы , усложн етс  технологи  введени  магни  и увеличиваетс  его угар.

Содержание углерода, марганца, ванади  и кремни  прин то исход  из опыта производства ковкого чугуна дл  отливок ответственного назначени  с повышенной ростоустойчивостью. Верхние концентрации углерода и кремни  ограничены содержани ми, исключающими образование свободного гра

5

0

5

0

5

0

5

0

5

фита в отливках и обеспечивающими повышенные пластические свойства и монолитность матрицы. При увеличении концентрации марганца более 1,6 мас.% усиливаетс  тормоз щее вли ние на графитизацию и снижаютс  пластические свойства ковкого чугу Ьа. При снижении их концентрации менее нижних пределов повышаетс  загр зненность металла сернистыми и другими неметаллическими включени ми и снижаютс  плотность чугуна, теплоемкость , стабильность структуры и механические свойства, а также увеличиваетс  склонность металла к хрупкому разрушению и микропористости.

Алюминий в количестве 0,002- 0,01 мас.% модифицирует и измельчает матрицу, повышает плотность, но при увеличении его содержани  более 0,01 мас.% отмечаетс  снижение удельной теплоемкости и пластичности.

Пример. Опытные плавки чугу- нов доэвтектического состава провод т дуплекс-процессом вагранка - ду- гова  электрическа  печь. В качестве шихтовых материалов используют предельный коксовый чугун, стальной лом, нитриды бора, феррованадий и ферро- марган ц. При вьтуске чугуна из вагранки температура металла составл ет I400-1420°С. Перегрев расплава в дуговой электропечи 1480-1500°С. Усвоение нитридов бора составл ет 84-93%.

Алюминий и теллур ввод т в раздаточные литейные ковши емкостью 2 Т при температуре 1430-1460°С. Заливку, модифицированного чугуна дл  получени  технологических проб (16 мм), образцов и отливок производ т на напольном литейном конвейере в сырые песчано-глинистые формы. Усвоение модификаторов составл ет, %: алюми- НИИ 67-83 и теллур 76-82.

Дл  получени  ковкого чугуна подвергают отжигу с проведением 1-ой стадии.графитизации при 960-980 С в течение 3-4 ч и 2-й стадии при 660-0 680°С в течение 2,5-3 ч.

В табл. 1 приведены составы ковких чугунов по данным химического анализа; в табл. 2 - физико-механи ческие свойс тва, полученные на образцах (16 мм), стандартных технологических пробах и отливках после их отжига .

Как видно из табл. 2, предлагаемый ковкий чугун обладает более вы- еокими показател ми плотности и теплоемкости , чем известный чугун, что обеспечивает повышение долговечности деталей технологического оборудовани  . Это достигаетс  за счет дополнительного ввода Те, Мо и В в виде нитридов бора.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, алюминий бор и железо, отличающий

   2,5 1,1 0,3 0,2 0,022 0,05

   бора

   ,002

   кальци 

   с   тем, что, с целью повышени  удельной теплоемкости и плотности, он дополнительно содержит теллур и магний, а бор в виде нитридов бора при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   Углерод

   Кремний

   Марганец

   Ванадий

   Алюминий

   Теллур

   Магний

   Нитриды бора

   Железо

   2,Г-2,8 0,8-1,2 0,8-1,6 0,03-0,57 0,002-0,01 0,002-0,02 0,002-0,02 0,004-0,08 Остальное

   Таблица 1

   Осташьное

   Т а б л и ц а 2

   Редактор Н. Лазаренко

   Составитель Н. Косторной

   Техред И.Попович. Корректор А. Обручар

   Заказ 565/29.

   Тираж 605

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

   Продолжение табл.2

   Подписное