SU1388451A1 - Термоупрочн емый чугун дл кокилей - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано, при производстве технологической оснастки при кокильном литье. Цель изобретени  - повышение стойкости кокилей при заливке в них летийных расплавов. Предлагаемый чугун содержит, мас.%: С 2,9-3,5; Si 1,8-2,4; Мп 0,3-1,5; Сг 1,3-2,7; Ni 0,5-1,3; Sb 0,1-0,2| Mg 0,1-0,18; В 0,03-0,08; нитрид одного из металлов, вз того из группы содержащей А1, Hf, Ва 0,1-0,2 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Sb, Mg, В и нитрида А1, Hf или Ва обеспечивает повышение стойкости кокилей в 2,05-2,4 раза при их нагреве до 450°С и в 1,5-2 ра- с за при их нагреве до 850°С. 2 табл. (Л

Description

со

00

00

4:

СЛ

Изобретение относитс  к металлур-. гни и может быть,использовано дл  изготовлени  технологической оснастки , работающей в услови х теплосмен.

Цель изобретени  - повышение стойкости кокилей при заливке в них литейных расплавов.

Изобретение иллюстрируетс  примерами конкретного применени . Выбор граничных пределов содержани  компонентов в составе предлагаемого чугуна обусловлен следующим.

Дополнительное введение нитридов ,

атационна  стойкость при температурах более 450°С.

Дополнительное введение сурьмы измельчает графит, нейтрализует вли ние хрома при термоупрочнении, снижает коэффициент термиче2кого распш- рени  и повышает сопротивл емость термомеханическим воздействи м, что обеспечивает повышение эксплуатационной стойкости кокилей при нагреве до 450-850 С. При концентрации сурьмы от 0,11 мас.% сопротивл емость термомеханическим воздействи м и эксплу

металла, выбранного из группы, содер- 15 атационна  стойкость кокилей недосжащей алюминий, барий и гафний, суще- ственно измельчает .структуру,.микро- легнрует металлическую основу и по- вьшает ее однородность и термическую

стойкость, что обеспечивает повьшениё 20 свойства, трещиностойкость и сопростабильности ударной в зкости и эксплуатационной стойкости при нагреве до 450-850°С5 При этом ликваци  и пористость чугуна в отливках снижаютс , а сопротивл емость термомехани- ческим воздействи м-возврастает. При концентрации нитридов менее нижнего предела повышение литейных свойств и эксплуатационной стойкости при 450- 850°С несущественноJ а при концент- раци х нитридов выше верхнего предела .снижаетс  однородность чугуна и структуры его в отливкахэ отмечаетс  выделение нитридов по границам зерен, что приводит к увеличению пористости отливок и уменьшению стабильности ударной в зкости, других-пластических свойств и сопротивл емости термомеханическим воздействи м.

Хром и никель в заданных пределах повышают прочность, увеличивают площадь дендритов, термическую стойкость

ОКаЛИПОСТОЙКОСТЬ, что приводит к ПО

вьшению эксплуатационной стойкости при 450-850 С„ При более высоких их концентраци х снижаютс  пластические свойства и стабильность структуры

Содержание углерода,и кремни  в предлагаемом чугуне выбрано с учетом практики производства.Термоупрочн е- мых отливок с повып1енной стабильностью механических свойстве При увеличении их концентрации выше .верхних пределов стабильность прочности и характеристики упруг.опластических свойств снижаютс , а при снтсжении ниже нижних пределов недостаточны ли нейные свойства, прочность и эксплу-.

таточны, а при концентрации сурьмы более 0,2 мас,% отмечаетс  .выделение неметаллических включений по границам зерен, что снижает пластические

5 О

5

0

5

0

тивл емость термомеханическим воздействи м .

Нейтрализаци  хрома усиливаетс  при введении в расплав 0,03-0,08 мае, % бора,  вл ющегос  поверхностно-активт ной добавкой, измельчающей структуру, повьш ающей эксплуатационную стойкость кокилей. При содержании.бора.до 0,03 мас,% его микролегирующий эффект недостаточен, а при концентрации бора более 0,08 мас,% снижаетс  трещиностойкость и сопротивл емость термическим напр жени м.

Магний вводитс  дл  перлитизации матрицы и повьш1ени  сфероидизации графита и неметаллических включений, повышени  временного сопротивлени  и сопротивл емости термомеханическим воздействи м. При концентрации магни  до 0,1 мас.% временное сопротивление и эксплуатационна  стойкость кокилей недостаточны, а при концентрации его более 0,18 мас,% снижаютс  однородность структуры и термостойкость чугуна.

Опытные плавки высокопрочных чу- гунов провод т в индукционных печах с перегревом расплавов до 1480-1510 С. Шихта - мелкие отходы- прессового цеха чугуннь й лом, бой электродов.

гранулированный никель, среднеугле- родистый феррохром, ферробор, брикеты нитридов алюмини , гафни  и бари  и т желые никельмагниевые лигатуры. Операции микролегировани  измельчен- 5 ными до фракции 0,2-2 мм брикетами нитридов и сурьмой и модифицировани  лигатурами магни  провод т в раздаточных литейных ковшах.

Заливку жидкостекольных форм дл  получени  з-аготовок кокилей, технологических проб и образцов дл  механических испыта:ний провод т при температуре модифицированных расплавов от 1360 до 1410°С.

В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок,

В табл.2 представлены механические и эксплуатационные свойства высокопрочных чугунов после термоупрочнени  термической обработкой.

Отливки и образцы перед испытанием подвергали термоупрочнению по режиму:нагрев до 860-950 С, вьщержка в течение 2-10 ч, закалка в масло, нагрев до 180-200 С и отпуск в течение 0,5-2 ч.

Как видно из табл.2 дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Sb, Mg, В и нитридов одного из металлов, вз тых из группы, содержащей А1, Hf и Ва, обеспечили повышение стойкости кокилей при нагреве до 450 С в 2,05-2,4 раза и до 850°С. в 1,5-2 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Термоупрочн емый чугун дл  кокилей , содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  стойкости кокилей при заливке в них литейных расплавов, он дополнительно содержит сурьму магний, бор и нитриды одного из металлов , вз тых из группы, содержащей алюминий, барий и гафний, при следующем соотношении компонентов, . мае.%:

   Углерод2,9-3,5

   Кремний1,8-2,4

   Марганец 0,3-1,5 Хром1,3-2,7

   Никель0,5-1,3

   Сурьма0,,2

   Магний0,1-0,18

   Бор0,03-0,08

   Нитриды одного из металлов, . вз тых из группы , содержащей алюминий, барий и гафний 0,01-0,2 ЖелезоОстальное

   о

   (Г)

   «

   I

   I J «I I I . S : ,

   O 1Л « л U во M

   о о о о о о о

   I

   |Л 00 сГ сГ о

   I I I I I I

   |S

   |&

   ж ю

   - «м

   I

   i

   о

   о, «

   §

   и

   s

   А

   §

   § :§

   5

   к It

   I

   S

   S&

   1Л -in ««Пl k i - -|s|«-«-N - -«MON

   е о о о о о сГ сГсГ еГсГ

   IflOO. CЛШOOГ1«ЛOOM IЮ Л

   о о о о -о о о о Ы rs. г о eoesi

   «м « см «S .N СЧ «- tS - enO V Pl O m «пол «ч vO l

   - о - о «- «- о.- о

   - о 00 vr «- ео .о 00 о vo tn ч р - (MN -еч о «S «ч

   - .

   - .«

   в «л.вч N ш в м «п rf « п ff «« ле m

   . .. о - к

   «ч «л« л в ,л - ;

   h 11

   111

   I

   : .

   Щ 00 -

   о о о 1Л «о

   1Л ео ш

   - I - о

   Р4I

   о о о о о о о

   о (Ч

   о е о о р

   - г I

   «

   о о

   €М

   о

   СП Г4

   N

   о

   «S

   1; I

   « a

   s

   Т«бЛ1|ца2