Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве сложных корпусных отливок. Цель изобретения - повышение циклической трещиностойкости и герметичности. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: C 2,95-3,45

SI 1,55-2,2

MN 0,3-0,7

NI 0,02-0,8

BA 0,012-0,05

нитриды хрома 0,02-0,3

один элемент и более из группы, содержащей CE, SB, SN и CO 0,05-0,3

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна одного элемента и более из группы, содержащей CE, SB, SN и CO, а также содержание CR в виде его нитридов позволяет повысить циклическую трещиностойкость в 1,1-1,15 раза и герметичность в 1,06-1,08 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„F07

А1 (д1) 4 С 22 С 37/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1.) 4320467/23-02 (22) 26,10.87 (46) 15.09. 89. Бюп. Р -34 (71) Каунасский литейный завод

"Центролит" (72) М.В. Жельнис, М.И. Карпенко и Е.И. Марукович (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 1216237, кл. С 22 С 37/00, 1986.

Авторское свидетельство СССР

Р 1154439, кл. С 22 С 37/08, 1984. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлур .гии и может быть использовано при производстве сложных корпусных отливок.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке i составов чугуна для сложных корпусных отливок.

Цель изобретения — повьппение циклической трещиностойкости и герметичности

Выбор граничных- пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

Повьпнение циклической трещиностойкости и герметичности достигается только при введении бария, нитри-., дов хрома и никеля в укаэанных пределах. Отсутствие одного из компо.нентов или введение их в количествах, отличающихся от указанных пределов, не позволяет достичь существенного повьпления циклической трещиностойкости и герметичности.

Цель изобретения — повышение циклической трещиностойкости и герметичности. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х: С 2„953,45; Si 1,55-2,2.; Мп 0,3-0,7; Ni

0,02-0,8; Ва 0,012-0,05; нитридыхрома 0,02-0,3, один элемент и более из группы, содержащей Се, Sb, Бп, и Со 0,05-0,3. Ге остальное. Дополнительный ввод в., состав чугуна одного элемента и более. из группы, содержащей Се, Sb, Бп и Со, а также содержание Cr в виде его нитридов позволяет повысить циклическую трещиностойкость в 1,1-1,15 раза и герметичность в 1,06-1,08 раза. 1 табл.

Дополнительное введение бария в количестве 0,012.-0,05 мас. Ж увеличивает количество феррита и сфероидизир ов àííî ro перлит а, из мел ьч ает структуру, что обеспечивает существенное повьппение циклической трещиностойкости и удельной герметичности.

При концентрации бария до 0,012 мас ° 7 повьппение герметичности и циклической трещиностойкости недостаточно а при концентрации бария более

0,05 мас.Х снижается однородность структуры, механических свойств и удельной герметичности.

Никель в количестве 0,02-0,8 мас.7. обеспечивает повьппение удельной герметичности, однородности структуры и свойств чугуна в отливках. Его содержание принято от концентрации

0,02 мас.Ж, ниже которой однород3 150784 ность структуры и герметичность находятся на низком уровне, и ограничено концентрацией 0,8 мас., вьппе которой отмечается снижение цикличесS кой трещиностойкости и износостойкости чугуна в отливках.

Нитриды хрома служат центрами кристаллизации, способствуют измельчению структуры, повышению удароустойчивости, трещиноустойчивости, герметичности и механических свойств. При концентрации нитридов хрома до

0,02 мас.% измельчение структуры и повышение трещиноустойчивости, гер- 15 метичности и механических свойств недостаточны, а при концентрации нитридов хрома более 0,3 мас. снижаются удароустойчивость, герметичность и циклическая трещиностойкость . 20

В предлагаемом составе по сравне-, нию с известным повышено содержание марганца до О, 3-0, 7 мас, . Нижний предел содержания марганца установлен из необходимости повышения удель-25 ной герметичности, выравнивания структуры и твердости. При концентрации марганца более 0,7 мас, возрастает склонность чугуна к отбелу и снижается циклическая трещиностойкость.

Нижний предел концентрации углерода 2,95 мас. и кремния 1,55 мас, установлен с целью исключения образования в структуре эвтектического цементита и обеспечения высокой циклической трещиностойкости. Верхние пределы содержания углерода 3,45 мас. и кремния 2,2 мас. обусловлены увеличением неоднородности структуры, снижением герметичности, твердости и . 40 износостойкости при более высоких их концентрациях.

Введение одного и более элементов из группы, содержащей сурьму, олово, кобальт и церий в количестве 45

0,05-0,3 мас.%, повьппает стабильность структуры, пластические свойства и герметичность, что обеспечивает повьппение циклической трещиностойкости. При концентрации их до 0,05 мас. . герметичность, удароустойчивость и циклическая трещиноустойчивость недостаточны, а верхний предел их концентрации 0,3 мас. обусловлен увеличением содержания цементита, снижением стабильности структуры и циклической трещиностойкости.

Пример. Опытные плавки чугу" нов для отливок проведены в индукционных печах промышленной частоты.

В качестве шихтовых материалов исполь"зуют чугунную стружку, высечку прес". сового цеха, ферросплавы. Технологи", ческий процесс плавки включает науг-, лероживание расплава, введение Aeppo" сплавов (феррохром марки ФХ650М, ферросилиций ФС65 с 4 -ным содержанием бария, феррокобальт ФК75) и полуфабрикатного никеля НПЗ, модифицирование в ковше ферроцерием, металлической сурьмой или оловом. Из модифицированного чугуна отливают пробы на твердость и циклическую трещиностойкость, технологические пробы на отбел и станочные отливки.

Выпуск металла из электрической печи в ковш производят после выдачи данных экспресс-анализа i и необходимой корректировки техпроцесса для получения твердости, отбеливаемости и циклической трещиностойкости. Разливку чугуна по формам производят. после процесса модифицирования. В таблице приведены химические составы чугунов опытных плавок, их механические и технологические свойства.

Испытания на герметичность прово" дят на стандартных образцах, вырезан" ных из центральной части ступенчатых плит. Из этих плит вырезают образцы ф 30 мм для механических испытаний и. иследования структуры. Испы", тания на износ проводят на машине

МИ-1М при скорости вращения 450 об /мин и нагрузке 120 Н на образцах с размерами 12 «15 мм. Контртелом служит ролик ф 40 мм из чугуна СЧ25.

В качестве смазки используют масло

M— - 20Гz загрязненное 0,55 порошка фр акции 6-7 мкм. Из но с о пр еделя ют после 12 ч приработки в течение

10 ч.

Для испытания чугунов на циклическую трещиностойкость используют пластинчатые образцы толщиной от 2 до

4 мм и шириной от 200 до 350 мм с центральным сквозным надрезом. Образ-, цы подвергают пульсирующему растяжению при начальном максимальном напряжении цикла в исходном сечении

90 NIIa, коэффициенте асимметрии цикла 0,1 и частоте 10 Гц. Испытания проводят до разрушения образца.

Как следует из таблицы дополнительный ввод в состав чугуна одного и более элементов из группы, содержащей Со, ЯЬ и Sn, а также хрома в виде его нитридов позволяет повысить герметичность в 1,06-1,08 раза и циклическую трещиностойкость в

1,1-1,15 раза.

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, барий, один элемент из группы, содержащей церий, и железо, о т л и ч а ю щ и fic я тем, что, с целью повышения циклической трещиностойкости и герметич- 15 ности, группа также содержит один и более элементов: сурьму, олово и

5 1507845

6 кобальт, а хром содержится в виде нитг рндов при следующем соотношении компонентов, мас,Ж;

Углерод 2,95-3,45

Кремний 1,55-2,2

Мар ганец 0,3-0,7

Формула изобретения Никель 0,02-0,8

Барий 0,012-0,05

Один и более элементов из группы, содержащей церий, сурьму, олово и кебальт

Нитриды хрома

Железо

1507845 х 1е4 Ф A 3

5 oo. v

КВО1 1- х х!

Р 1 Ф

ХЭВО

X W IC a I. и х и 1- и м

О !!Р OI.

g l g3)g

« г

Х !!1,сс г

4 .I Ф х1-х н н х! 4l

Р !».

Cl Н ФО

Х Ож

IC1 л

Д,Р.О g,!CÈ 1.1 мЪ О оо

<Ч

МЪ МЪ

МЪ л МЪ

1 ф ! Ю! !.г! б

О

f !с н н

О О

vv!

1 Х

1 а

mCO! O с с

ОО 1 К ! ! о г g с с оо! сс

1 Е

1 О л

Ф Ъ

° с оо

N о о

4Ч о о

МЪ Л

° ° ео

СЧ Ill

A C1 оо а с оо

ФЧ о о а х ва

МЪМЪ

ОО 1 а оо

О

МЪ о с о

A g (с! с

Cl! „ а) .МЪ

МЪ с

МЪ

ОЪ с

О юг Я!

Cl 1 V ,Зг Ф! х, хг

В 1

О йг

Х 1 I х г ь 1 г

О I ь|

5t"".i х о3

v v

O О

Ccl I г

v ! 6 цг;"г и! Д! эг

I 1 ф I a

CV Ccl g л в3 Ф Ъ Сс! 4 Ъ бЪ Ф а а а а

00 МЪ "Ф Оъ а а с с лЛмЪ О! сЪЛМЪ

Ф СО Cl Ci !

ЧNNN.РЪ !сЪ о!о! !

«МЪ 1

»«N 1 оооо

N

1 о!о! ! л с ! о!о ! емъл л с а в а оооо ! !

-о!чм 1 а а а с

<Ч N N ЕЧ

I

МЪ МЪ

СЧ- «CN 1 б с а с

Юс3 РЪ IFl \ Ъ !

О х

i к

О

О

В(1 а

Ц

О н

О