Чугун с вермикулярным графитом

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлоформ для стекла. Цель изобретения - повышение эрозионной стойкости и термостойкости. Чугун содержит мас.%: C 3,2-3,6

SI 2,8-3,2

MN 0,2-0,6

CR 0,4-0,6

AL 0,4-0,6

MG 0,01-0,35 FE остальное. В результате изменения соотношения SI и MN в составе предложенного чугуна обеспечивается повышение эрозионной стойкости в 1,1-1,16 раза и термостойкости в 1,06-1,19 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4422662/31-02 (22) 05.04.88 (46) 07.06.90. Бюл. Р 21 (7 1) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (72) О.Б.Колотилкин и И.П.Волчок (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство. СССР

Р 1157115, кл. С 22 С 37/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР

t;- 897885, кл. С 22 С 37/10, 1980. (54) ЧУГУН С ВЕРМИКУЛЯРНИМ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к металлурИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дпя стеклоформ.

Цель изобретения — повышение эрозионной стойкости и термостойкости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующий образом.

При содержании хрома (0,4 мас.% образующиеся на поверхности чугуна окислы не обеспечивают чугуну необходимого сопротивления эрозионному разрушению и необходимой термостойкости.

При повышении содержания хрома (5 0,6 мас.%) образующиеся карбиды отрицательно влияют на термостойкость г чугуна, повышают его хрупкость и уменьшают сплошность защитной окисной пленки на поверхности чугуна. Образующиеся разрывы способствуют более интенсивному проникновению стекломассы вглубь чугуна и разрушению новых его микрообъемов, что повышает его эрозионное разрушение.

„,80„„1569349 А 1 (51)5 С 22 С 37/06

2 гии и может быть использовано при производстве металлоформ для стекла.

Цель изобретения — повышение эрозионной стойкости и термостойкости. Чугун содержит, мас.%: С 3,2-3,6

Si 2,8-3,2; Мп р 2 р 6 Cr 0,4-0,6;

Al 0,4-0,6; Мр О,01-0,035, Fe остальное. В результате изменения соотношения Si и Мп в составе предложенного чугуна обеспечивается повышение эрозионной стойкости в 1, 1-1, 16 раза и термостойкости в 1,06-1, 19 раза.

1 табл.

Уменьшение углерода до 3;1 мас.% И и далее нежелательно, так как приводит к образованию междендритного гра- ЧУ4 фита, что снижает сопротивляемость чугуна коррозионному разрушению и его термостойкость. Повышение содержания ф

1 углерода () 3, б мас.%) приводит к укрупнению включений графита и увеличению их количества, что повышает вероятность проникновения стекломассы по графитовым включениям как по каналам вглубь металла и снижает способность чугуна сопротивляться эрозионному разрушению и термическим нагрузкам.

Содержание магния <0,01 мас.% и )0,035 мас.% нежелательно, так как в первом случае образуется крупно- пластинчатый графит, а во втором по- Ь является эффект "перемодифицирования"..Образующийся крупнопластинчатый графит снижает способность чугуна сопротивляться эрозионному разрушению . и термоциклическим нагрузкам, эффект

1569349 ъ

"перемоди(!)ицирования" также приводит к этим результатам, Кремний при содержании (2,8 мас., йе упрочняет матрицу в должной степени, что крайне необходимо для чугунов, подверженьнгх эрозиониому разрушению и термоциклическим нагрузкам. При содержании его )3,2 мас./ возрастает его охрупчивающее влияние, 10

Марганец при содержании <0,2 мас.7, так же, как и кремний, не обеспечивает упрочняющего действия, а при повышении его содержания (>0,6 мас,%) также повышается охрупчивание чугуна при термоциклических нагрузках, а образующиеся окислы марганца, легкорастворимые в расплавленной стекломассе, повышают его эроэионное разрушение.

Алюминий при содержании (О, 4 мас, 7

Эффективного действия не окаэывает,а при содержании 00,6 мас. способствует укрупнению графитовых включений

И тем самым снижает способность чугу- 25

На сопротивляться эрозионному разруШению и термоциклическим нагрузкам.

Отливки из чугуна получают путем переплава шихтовых материалов в индукционной печи и последующей фракционной разливки расплавленного металЛа в сухие литейные формы трефовидной формы. Из полученных отливок вырезают образцы для испытаний. О эроэионном разрушении чугуна судят по кор розионной стойкости образцов в расПлавленной стекломассе (потеря массы) и изменению шероховатости поверхности образцов, периодически контактирующих со стекломассой. Испытания проводят на образцах размером 10х10х20 мм. Сум—

40 марное время контакта образцов со стекломассой 2,5 ч.

Массу образцов из чугуна до и после испытаний определяют взвешиванием их на аналитических .весах ВЛЛ-200 с точ-,45 постыл до 0,0001 г.О способности чугуна сопротивляться воздействию расплавленного стекла судят по средней

I скорости потери массы образцов.

Испытания на термостойкость проводят на установке JMAI 20-75, Температуру рабочей зоны образцов измеряют платино-платинородиевыми термопарами (Гр.ПП), рабочий спай которых соединяют точечной сваркой с боковой поверхностью нагреваемой зоны образца.

Контроль температуры осуществляют при помощи потенциометра. С целью предотвращения окисления образцов степень разрежения в рабочей камере 5,3 х х 10 МПа.

Термоциклирование образцов осуществляют по режиму 500 700 С, что соответствует условиям эксплуатации многих деталей стеклоформующего инструмента. Испытания проводят при напряжении 15,0 1!Па. О сопротивлении чугуна термоциклическим нагрузкам судят по количеству циклов, которое образец выдерживает до полного разрушения.

Химические составы известного и предлагаемого чугунов и уровень их свойств приведеHbI в таблице.

Таким образом, чугун предлагаемого состава благодаря выбору содержания в нем компонентов имеет повышенную эрозионную стойкость — в 1, 1—

1,16 раза и повышенную термостойкость — в 1,06-1,19 раза.

Формула из обретения

Чугун с вермикулярным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, магний и железо,о тл и ч а ю шийсятем,что,с цельюповышепия эрозионной стойкости и термостойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7.:

Углерод 3,2-3,6

Кремний 2,8-3,2

Марганец 0,2-0,6

Хром 0,4-0,6

Алюминий 0,4-0,6

Магний 0,01-0 035

) (еле з о Остальное

1569349

Солервапне ко>о>онентов, нас.I

Состав чугуна

»рнтернн эр»звонкого раэppвгння

ТерносгойАль>- 1я гннннй кость, >(нклы

1>рен>u>ii

11>l>f а- (pOH не>1

Угле1 ернй

Барий

Иноонй

>яелеэо нй род

Шероховатость, нкн тян

2,8 0,2

3,2

0,01

0,4 0,4

7 5

0,06 295

Остальнос

7,1

7,5

0,05 332

О, 08 ЭО4

0,05 0,02 0,3

0,04

3,4

2,2 0,4

0,7

О,!

8,3

0i 12 278

Составитель Н.Косторной

Техред Л.Сердюкова Корректор M.Ñàìáoðñêàÿ

Редактор Н.Гунько

Тираж 480

Заказ 1426

Подписное

РцИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11303 5 МосКВа2 Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101

Предлагаемый

Э

Известный

3,4 3,0 0,4

Э,6 3,2 0,6

0,5 0,5 0,02

0,6 0,6 0,035 ш рконнй

+тнСкорость логерн масси, г/м ч