SU1680795A1 - Серый чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве разностенных корпусных литых деталей Цель изобретени  - улучшение обрабатываемости и повышение малоцикловой усталости . Новый чугун содержит, мас.%: С 2,7 - 3,3; SI 2,2 - 2,9; Мп 0,2 - 0,45; Си 0,35 - 0,65; AI 0,35 - 1,0; Са 0,03 - 0,06; Ва 0,002 - 0,02; фосфиды железа 0,20 - 0,45; нитриды магни  0,02 - 0,07; нитриды цери  0,002 - 0,01 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бари , фос- фидов железа, нитридов магни , нитридов цери  позвол ет повысить малоцикловую усталость в 1,3 - 1,35 раза и улучшить обрабатываемость в 2,1 - 2,65 раза 2 табл

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дл  производства разностенных корпусных деталей.

Цель изобретени  - улучшение обрабатываемости и повышение малоцикловой усталости .

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

Введение нитридов магни  в количестве 0,02 - 0,07 мае.% оказывает модифицирующее вли ние на железоуглеродистый расплав, измельчает структуру, повышает малоцикловую усталость при сохранениии экономичной скорости резани  и улучшени  обрабатываемости. При концентрации нитридов магни  до 0,02 мас.% вли ние на i структуру, малоцикловую усталость незначительное , а при увеличении концентрации их более 0,07 мас.% снижаетс  обрабатываемость резанием, малоциклова  усталость, однородность структуры в разностенных отливках и стабильность качества их обработки на гибких производственных модул х и станках с ЧПУ.

Барий введен как эффективна  микролегирующа  добавка, повышающа  стабильность структуры и свойств в разностенных отливках, обрабатываемость резанием и малоцикловую усталость. Микролегирующее вли ние бари  начинает про вл тьс  с концентрации 0,002 мас.%, при которой отмечаетс  повышение стабильности структуры, улучшение обрабатываемости и механических свойств в разностенных отливках. Верхний предел концентрации бари  ограничен содержанием 0,02 мае %,

О 00

о VI ю с 

выше которого увеличиваетс  его угар, снижаютс  м,алоциклова  усталость, механические свойства, их стабильность в разностекных отливках по их сечени м.

Фосфиды железа оказывают перлити- зирующее действие, повышают стабильность свойств в толстых сечени х отливок при сохранении обрабатываемости и повышении малоциклической усталости. При концентрации фосфидов железа до 0,20 мас,% механические и технологические свойства чугуна в отливках низкие, а при концентрации их более 0,45 мас.% увеличиваетс  отбел, ухудшаетс  обрабатываемость, повышаетс  хрупкость и снижаютс  малоциклическа  усталость и в зкость разрушени .

Введение алюмини  в количестве 0,35- 1,10 мас.% раскисл ет и легирует расплав, измельчает включени  графита, способству- ет повышению обрабатываемости резанием и в зкости разрушени  при сохранении технологических свойств и малоцикловой усталости. Нижний предел концентрации (0,35 мас.%) прин т от содержани , с которого начинает сказыватьс  его вли ние на размеры графита и в зкости разрушени , и ограничен концентрацией(1,10 мас.%), выше которой снижаетс  стабильность структуры отливки, обрабатываемость ее резанием и малоциклова  усталость.

Содержание углерода, кремни  и марганца в сером чугуне выбрано с учетом прак- тики производства разностенных корпусных отливок без отбела с хорошей обрабатываемостью и повышенной малоцикловой усталостью и ограничено пределами , выше и ниже которых ухудшаетс  обрабатываемость.

Концентраци  меди в предлагаемом чугуне составл ет 0,35 - 0,65 мас.%, так как при более высоких концентраци х усиливаютс  ликвационные процессы, снижающие однородность структуры, малоциклова  усталость и обрабатываемость резанием.

Введение кальци  в состав чугуна в количестве 0,03 - 0,06 мас.% основано на его высокой химической активности, обеспечивающей очистку границ зерен, получение пластинчатого графита меньших размеров с притупленными округлыми концами и повышение малоцикловой усталости и обрабатываемости резанием. При введении кальци  менее 0,03 мас.% не обеспечиваютс  перечисленные воздействи  на чугун, а при концентрации кальци  более 0,06 мас.% он полностью не раствор етс  и увеличивает количество неметалпических включений

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сложного состава, ухудшающих обрабатываемость и малоцикловую усталость.

Указанные ртличи  в химическом составе обеспечивают более высокие технологические и механические свойства, в частности обрабатываемость резанием, малоцикловую усталость и в зкость разрушени .

Плавки серых чугунов проведены в открытых 200-килограммовых индукционных печах с использованием методов переплава , рафинировани  расплава, нагретого до 1420°С, в р де случаев выше, при выдержке в течение 3-10 мин, выдачи в литейный ковш с перегретыми микролегирующими и модифицирующими добавками и разливки расплава в сухие жидкостекольные формы при температуре 1400 - 1430°С. Усвоение бари  составл ет 68-72%, фосфидов железа 90 - 93%, нитридов магни  59 - 63% и нитридов цери  - 67 - 73%.

В табл.1 приведены химические составы серых чугунов опытных плавок известного и предлагаемого составов,

В табл.2 приведены механические и те,х- нологические свойства указанных чугунов.

Обрабатываемость резанием оценивают по экономической скорости резани  на металлорежущих станках с ЧПУ и гибких производственных модул х при глубине резани  1,5 мм и подаче 0,7 - 0,75 мм/об и стойкости резца в 60 мин. Малоцикловую усталость определ ют на плоских образцах по стандартной методике на копре ДСО с массой падающей бабы 5 кг и высотой падени  21 мм.

Как следует из табл.1 и 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бари , фосфидов железа, нитридов магни  и цери  позвол ет улучшить обрабатываемость в 2,1 - 2,65 раза и повысить малоцикловую усталость в 1,3 - 1,35 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций и железо, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  обрабатываемости и повышени  малоцикловой усталости, он дополнительно содержит барий, фосфиды железа, нитриды магни  и цери  при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 2,7 - 3,3; кремний 2,2 - 2,9; марганец 0,2 - 0,45; медь 0,35 - 0,65; алюминий 0,35 - 1.0; кальций 0.03 - 0,06; барий 0,002

   -0,02; фосфиды железа 0,20 - 0,45; нитриды магни  0,02 - 0,07; нитриды цери  0,002

   -0,01; железо остальное.

   Таблица

   Таблица2