SU1420059A1

SU1420059A1 - Ковкий чугун

Info

Publication number: SU1420059A1
Application number: SU874194178A
Authority: SU
Inventors: Михаил Иванович Карпенко; Евгений Игнатьевич Марукович; Татьяна Ивановна Кныш; Валерий Кириллович Савченко
Original assignee: Производственное Объединение "Гомсельмаш"
Priority date: 1987-02-16
Filing date: 1987-02-16
Publication date: 1988-08-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть применено при производстве отливок, работающих в услови х низких температур. Цель изобретени - повышение пластических свойств при отрицательн ь1х температурах . Новый чугун содержит, мас.%: С 2,2-2,9; Si 0,8-1,2; Мп 0,3- 0,6; V. 0,03-0,57,- А1 0,Q2-0,03; Ва :0,12-0,28; BN 0,02-0,05; Bi 0,001- .0,005 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ва, BN и Bi обеспечивает повышение пластичности (при -40 и ) в 3,0-3,6 раза и удароустойчивостй при -40 и -60 С в 2,5-9,8 раза. 2 табл. € W

Description

41

to

ел

со

Изобретение относитс к металлуррии , в частности к разработке соста- ов чугуна дл отлива, работающих в услови х низких температур и ди- |намических нагрузок.

I Цель изобретени - повышение плас |тических свойств при отрицательных температурах.

Введение бари в количестве 0,12- ;.0,28 мас,% повышает стабильность : структуры (после графитизирующего I отжига) в широком интервале низких Iтемператур и компактность (фактор формы) углерода отжига, уменьшает содержание неметаллических включений и загр зненность границ зерен, склонность к расслоению, увеличивает сопротивл емость чугуна напр жени м И знакопеременным динамическим на- I грузкам, что обеспечивает повышение, I ударной в зкости и пластичности при I низких температурах. При концентра- 1 ции бари менее 0,12 мас.% повьшени стабильности структуры и пластически свойств чугуна при отрицательных температурах не достигаетс , а при по- вьшении содержани его более, 0,28 мае.% отмечаетс усиление графитизирующего вли ни бари на струк туру металла, выделение графита в литом металле и снижение пластичес- ких свойств как при обычных, так и при отрицательных температурах.

Вис,мут введен в качестве отбеливающего-компонента в количестве 0,00 0,005 мае.%, измельчающего структуру литого и отожженного металла,увеличивающего стабильность механических свойств и способствующего повышению выносливости и ударно-усталостной прочности в услови х знакопеременных нагрузок и пластических свойств при отрицательных температурах. Нижн концентраци висмута прин та от содержани (0,001 мас.%), при котором исключаетс образование в литом металле свободного графита, а верхний предел концентрации ограничен содержанием (0,005 мас.%), вьш1е которого увеличиваетс загр зненность границ зерен и хрупкость белого чугуна, существенно удлин етс цикл графитизирющего отжига и снижаютс пластичност и динамическа прочность.

Нитриды бора введены дл повьш1е- ни скорости графитизации в процессе отжига и стабильности структуры ковкого чугуна в отливках, изме льчени

«« j; 2П 25 ,Q

- 50

55

40

структуры и повышени пластических свойств ковкого чугуна при отрйца- . тельных температурах. Нижний предел концентрации нитридов бора прин т от содержани (0,02 мас.%), при котором отмечаетс заметное повьшиение отжигаемости и пластических свойств, и ограничен концентрацией (0,05 мас.%), выше которой увеличиваетс содержание неметаллических включений по границам зерен, что снижает ударную в зкость и удароустойчивость при отрицательных температурах. .

Содержание углерода, марганца и кремни прин то, исход из опыта производства ковкого чугуна дл отливок ответственного назначени , работающих в услови х, отрицательных температур . Верхние концентрации углеро- да и кремни ограничены содержани ми , исключающими образование свободного графита в отливках и обеспечивающими повышенные пластические свойства при отрицательных температурах. При увеличении концентрации марганца более 0,6 мас.% усиливаетс тормоз щее вли ние на графитизацию, увеличиваетс количество перлита и снижаютс пластические свойства ковкого чугуна. При снижении их концентрации менее нижних пределов повьш1аетс загр зненность металла сернистыми и другими неметаллическщу1И включени ми и снижаютс стабильность структуры и механические свойства, а также . увеличиваетс склонность металла к хрупкому разрушению.

Микролегирование ванадием в количестве 0,03-0,57 мас.% повьш1ает хладостойкость, трещиностойкость.и механическую прочность,- способствует повышению пластических свойств при отрицательных температурах. При концентрации ванади менее 0,03 мас.% его вли ние незначительное, а при концентрации более 0,57 мас.% снижаетс отжигаемость, стабильность, структуры и механических свойств, особенно при отрицательных температурах .

Пример. Опытные плавки чугу- нов доэвтектического состава проводили дуплекс-процессом в вагранка- дуговой электрической печи. В качестве шихтовых материалов использовали передельный коксовый чугун, стальной лом, феррованадий и ферромарганец . При выпуске чугуна из вагранки

Чугун

Химический состав, мас.%

Марганец | Ванадий Алюминий Барий Нитриды

бора

Углерод

Кремний

2,5

0,9

0,3

угун

Временное сопротивление , МПа

Относительное удлинение,Z при

-40 С Г -60 С

Ударна в зкость,Удароустойчивость,

МДж/м, при

60°С

-Ao c-j-e

циклов, при. -40° с I -60° С

Известный

редлоенный

2 3

4

455

482 498 522

3

8

10

9

2.

6

8 7

0,5

0,022

Остальное

Таблица 2

в зкость,Удароустойчивость,

при

60°С

j-e

циклов, при. -40° с I -60° С

Ударно-усталостна долговечность,тыс.

.SyE522x SES--

-40 С Г

0,19

86

0,5 186 0,62 248 . 0,6 236

14

t08 138 137

28-33

44-46 48-51 47-50

20-23

31-34 37-40 36-39

Claims

Формула изобретения

Ковкий чугун, содержащий углерод, . кремний, марганец, ванадий, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения пластических свойств при отрицательных температурах, он дополнительно содержит барий, нитриды бора и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 2,2-2,9 Кремний 0,8-1,2 Марганец 0,3-0,6 Ванадий 0,03-0,57 Алюминий 0,02-0,03 .Барий 0,12-0,28 Нитриды бора 0,02-0,05 Висмут 0,001-0,005 Железо Остальное Таблица' 1

Железо

Чугун

Углерод

Химический состав, мас.%

Кремний Марганец Ванадий Алюминий Барий Нитриды бора Висмут

Известный

1 Предло- 2,5 0,9 0,3 0.5 0,022 . - - - Остальное ценный 2 2,2 0,8 0.3 0,03 0,02 0,12 0,02 0,001 -- 3 2,5 • Μ 0,4 0,31 0,022 0,16 0,03 0,003 4 - 2,9 1,2 0,6 0,57 0,03 0,28 0,05 0,005

Таблица 2

Чугун Временное сопротивление, МПа Относительное удлинение,? при Ударная МДж/м¹, ВЯЗКОСТЬ, При Удароустойчивость, циклов₉ при. Ударно-усталостная долговечность,тыс * циклов, при -40’ С | -60’С -40’с j-60’с -40° С -60’ С -40’С -60’С

Известный

1 455 3 2. 0,35 0,19 86 14 28-33 20-23 Предложенный 2 482 8 6 0,72 0.5 136 108 44-46 31-34 3 498 10 8 0,86 0,62 248 138 48-51 37-40 4 522 9 7 ' 0,82 . 0,6 236 137 47-50 36-39