SU1654364A1

SU1654364A1 - Чугун

Info

Publication number: SU1654364A1
Application number: SU894709172A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Святкин; Михаил Иванович Карпенко; Марина Борисовна Егорова; Светлана Михайловна Бадюкова
Original assignee: Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1989-06-22
Filing date: 1989-06-22
Publication date: 1991-06-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии , в частности к литейному производству. Целью изобретени вл етс повышение технологических и эксплуатационных свойств чугуна.Предложенный чугун содержит, мас.%: углерод 3,7-4,3; кремний 2,7-3,1; марганец 0,8-1,2; хром 0,06-0,4; никель 0,80-2,1; титан 0,04-0,6; медь 0,24 - 0,8; фосфор 0,08-0,15; церий 0,07 - 0,12; кальций 0,021-0,04; алюминий 0,041-0,12; цирконий 0,022-0,12; цинк 0,021-0,07; барий 0,002-0,005; железо остальное. Кидкотекучесть чугуна по спиральной пробе 88-91 см, а стойкость металлических форм 4280 - 4820 заливок. 2 табл.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к литейному производству , конкретно к составам чугунов с повышенными технологическими и служебными свойствами.

Цель изобретени - повышение технологических и эксплуатационных свойств чугуна.

Чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, медь, церий, кальций, алюминий, фосфор, цирконий, цинк, барий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 3,7-4,3 Кремний2, 7-3,1

Марганец 0,8-1,2 Хром0,06-0,4

Фосфор0,08тО,15

Никель 0,80-2,1 Титан0,04-0,6

0,24-0,8 0,07-0,12 0,021-0,04 0,041-0,12 0,022-0,12 0,021-0,07 0,002-0,005 Остальное

Медь

Церий

Кальций

Алюминий

Цирконий

Цинк

Барий

Железо

Дополнительное введение циркони св зано с его высокой стабилизирующей способностью структуры и свойств чугуна, повышением трещиностойкости, технологических и служебных свойств. При его концентрации до 0,022 мас.% стабильность структуры, трещиностойкости и служебные свойства недостаточны , а при повышении концентрации более 0,12 мас.% снижаютс жидкотеку- честь и технологические свойства, увеличиваютс содержание неметаллических включений по границам зерен

с&

СП

-U

ее э

Јь

и брак по пористости, что снижает служебные свойства чугуна в отливках.(

Цинк в количестве 0,021-0,07 мас.% ввод т как поверхностно-активную микролегирующую добавку, повышающую жид- котекучесть, поверхностное нат жение и технологические свойства. При концентрации цинка до 0,021 мас.% жидко- текучесть и технологические свойства чугуна недостаточны, а при повышении концентрации цинка более 0,07 мас.% повышает отбел и ликвационные процессы , снижаетс однородность структуры и ухудшаетс стабильность технологических и служебных свойств.

Барий ввод т в качестве эффективной модифицирующей и раскисл ющей добавки, способствующей повышению поверхностного нат жени ,- жидкоте- кучести, трещиностойкости и ударной в зкости, что способствует повышению служебных свойств. Нижний предел содержани бари обусловлен недостаточной раскисл ющей и модифицирующей его способностью при содержании до 0,002 мае Л. При увеличении содержани бари более 0,005 мас.% повышаетс угар и концентраци неметаллических включений, что снижает однородность структуры, технологические и служебные свойства чугуна.

Содержание фосфора, способствующего повышению жидкотекучести и эксплуатационных свойств, повышено до

10

15

20

25

30

увеличиваютс остаточные напр жени в отливках.

Введение никел и титана упрочн ет матрицу, повышает ее коррозионную стойкость, увеличивает термическую стойкость, стабильность структуры, склонность к бейнитному превращению, что обеспечивает повышение хрупкой прочности, износостойкости и служебных свойств. Понижение нижнего предела концентрации титана менее 0,04 мас.% и никел менее 0,80 мае.% приводит к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной стойкости и служебных свойств, а при концентрации титана более 0,6 мас.% и никел более 2,1 мас.% снижает стабильность структуры, повышаетс содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению технологических свойств, ударно- усталостной долговечности и износостойкости .

Медь, алюминий и церий раскисл ют чугун и обеспечивают высокие технологические свойства и твердость матрицы , что повышает стабильность и характеристики износостойкости и служебных свойств. При увеличении содержани меди более 0,8 мас.% и цери более 0,12 мас.% снижаютс тре- щиностойкость, эксплуатационна и термическа долговечность. Содержание алюмини и меди ограничено соот0 ,08-0,15 мас.% и ограничено концен- 35 ветственно 0,12 и 0,8 мас.%, так как

0

5

0

5

0

Медь, алюминий и церий раскисл ют чугун и обеспечивают высокие технологические свойства и твердость матрицы , что повышает стабильность и характеристики износостойкости и служебных свойств. При увеличении содержани меди более 0,8 мас.% и цери более 0,12 мас.% снижаютс тре- щиностойкость, эксплуатационна и термическа долговечность. Содержание алюмини и меди ограничено соот5 ветственно 0,12 и 0,8 мас.%, так как

трацней 0,15 мас.%, выше которой снижаетс трещиностойкость, увеличиваютс остаточные термические напр жени и снижаютс эксплуатационные свойства. Магний повышает остаточные термические напр жени и отбел чугуна в отливках, снижает жидкотеку- честь и термическую стойкость, поэтому он исключен из состава предлагаемого чугуна.

Хром отбеливает, измельчает структуру , повышает механические и технологические свойства, поверхностную прочность, износостойкость и служеб- . ные свойства. При концентрации хрома до 0,06 мас.% его микролегирующий эффект и повышение поверхностной прочности, износостойкости и служебных свойств сказываетс незначительно , а при концентрации хрома более 0,4 мас.% увеличиваетс отбел, снижаетс трещиностойкость, технологические и пластические свойства,

0

5

0

5

при более высоком содержании их снижаетс однородность структуры, технологические и эксплуатационные свойства . Содержание цери прин то в количестве 0,07-0,12 мас.%, что способствует улучшению формы графита, термической стойкости, снижению термических напр жений и повышению служебных свойств.

Содержание основных компонентов (углерод 3,7-4,3 мас.%. кремний 2,7- 3,1 мас.% и марганец 0,8-1,2 мас.%) в чугунных отливках обеспечивает повышение стабильности стуктуры и свойств, оптимальную износостойкость и высокие технологические и эксплуатационные свойства.

Кальций модифицирует и раскисл ет чугун, повыша технологические свойства , плотность и монолитность матрицы, очищает границы зерен, что обеспечивает существенное повышение стабильности герметичности н служебных

Claims

Проводят плавки чугупредлагаемого состати, термической свойств.

Пример, на известного и вов в открытых индукционных печах емкостью 250 кг переплава.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют литейный рафинированный чугун, стальную высечку, чугунный лом, возврат собственного производства, гранулированный никель, катодную медь, феррохром, ферромарганец, алюмино-бариевую лигатуру и другие ферросплавы. Заливку расплава в песчано-глинистые литейные формы проводят при 1400-1420°С.

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок, а в табл. 2 - технологические и служебные свойства чугунов.

Жидкотекучесть определяют по спиральной трапециевидной пробе, трециностойкость - по технологической звездообразной пробе с определением максимальной длины трещин в отливке. Для определения остаточных напряже15 углерод, кремникель, титан, алюминий, фосЧугун, содержащий ний, марганец, хром, церий, кальций, медь, фор и железо, отличающийс я тем, что, с целью повышения технологических и эксплуатационных свойств, он дополнительно содержит цирконий, цинк и барий при следующем j соотношении компонентов

Углерод Кремний Марганец Хром Никель Титан Церий Кальций Медь Алюминий Фосфор Цирконий Цинк Барий , мас.%:

3.7- 4,3
2.7- 3,1

0,8-1,2

0,06-0,4

0,8-2,1

0,04-0,6

0,07-0,12

0,021-0,04

0,24-0,8

0,041-0,12

0,08-0,15

0,022-0,12

0,021-0,07

0,002-0,0:05