Чугун для тиглей алюминиевых сплавов
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных тиглей для алюминиевых сплавов. Цель изобретения - повышение твердости, жаростойкости, а также эрозионной стойкости тиглей. Новый чугун содержит, мас.%: C 1,2-2,20 SI 0,20-0,50 MN 0,15-0,35 CR 25-35,0 NI 1,2-2,40 CU 0,30-0,50 MO 0,60-0,90 V 0,40-0,80 TI 0,20-0,40 B 0,05-0,15 и FE - остальное. Изменение в чугуне предложенного состава соотношения C, CU, V и CR позволило повысить твердость в 1,25-1,30, жаростойкость в 1,5-2 и эрозионную стойкость в 1,93-2,06 раза. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (Н) (g1)5 C 22 С 37/ .)6 1
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
1 (21) 4646878/27-0? (22) 06. 32.89 (46) 30.12.90. Бюп. t> 48 (72) И.Б.Гнлевич и Е.И.Глазунов (53) 669. 15-196 ()88 .8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1366550, кл. С 22 С 37/10, 1986 .
Авторское свидетельство СССР
Р 794 )86» кл..С 22 С 37/08, 1978. (54) ЧУГУН ДЛЯ ТИГЛЕЙ АЛ )МИНИЕВЫХ
СПЛАВОВ . (57) Изобретение относится к метал.лургии и может быть использовано при
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для тиглей алюминиевых сплавов.
Цель изобретения †. повышение твердости, жаростойкости, а также эрозионной стойкости тиглей.
Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.
Важную роль в повьппении эксплуатационных свойств чугуна играет отношение содержания углерода к содержанию хрома. В структуре легированного чугуна с высоким содержанием углерода наряду с прочными карбидами имеется углерод в форме графита, что значительно снижает эксплуатационные свойства.
Кроме того, снижаются механические свойства чугуна и его твердость. Поэтому содержание углерода не должно превышать 2,2%. Нижний предел по углероду 1,4% определен по результатам
2 производстве чугунных тиглей для алюминиевых сплавов. Цель изобретения— повышение твердости, жаростойкости, а также эрозионной стойкости тиглей.
Новый чугун содержит, мас.%: С 1,22»20» Si 0»20 О»50» Мп 0»15-0»35»
Cr 25-35»0; Ni 1,2-2»40; Си 0,30-0,50;
Ио 0»60-0»90; V 0»40 0»80; Ti 0,200,40; В 0»05-0,15 и Ре остальное. :::эменение в чугуне предлагаемого состава соотношения С, Cu» V u Cr позволяет повысить твердость в 1,25-1,30» жаростойкость в 1,5-2 и эрозионную ,стойкость в 1,93 — 2,06 раза. -2 табл. жаростойкости и эрозионностойкости при 650-800 C.
От содержания хрома в легированном чугуне значительно зависят его эксплуатационные свойства в жидкометаллических средах. Наилучшие результаты достигаются при содержании хрома в объеме 30%.
При содержании хрома менее 25% про1 исходит заметное снижение эрозионностойкости чугуна, при этом жаростой-. кость снижается незначительно.
Увеличение содержания хрома выше
35% не повышает эрозионностойкостьи жаростойкость чугуна, поэтому дальнейшее увеличение содержания хрома экономически нецелесообразно.
Эрозионное разрушение чугуна в жидкометаллических средах находится в прямой зависимости от твердости чугунных тиглей. Наилучшие результаты достигаются при закалке тиглей из предлагаемого состава чугуна с тем1617 )33 пературы 102 ) С н масло и последующего отпуска при 600 — 62 ) С, при этом суммарное содержание карбидообразующих элементов (молибдена, ванадия, титана и бора) должно быть в
1пределах 1,25 — 12,257,.
Оптимальное содержание никеля в эрозионностойком и жаростойком чугу не должно быть 1,87., а меди — 0,407. ри этих содержаниях чугун обладает более высокой жаростойкостью, хорошей прочностью и достаточной эрозионностойкостью при 650 - 8 .)0 С.
Опытные плавки чугуна выплавляют в кислой индукционной печи емкостью
40 ) кгс с использованием в качестве шихты чугунного лома, изношенных матриц, пуансонов и штампов из стали 4
Х5МФС, отходов жаростойкой стали, содержащей хром, никель, ванадий, молибден и свежих материалов Аеррохрома, молибдена, ванадия. Химичес— кий состав опытных плавок с различным содержанием вводимых элементов приве- 25
1 ден в табл. 1.
Тигли, применяемые для заливки (, алюминиевого сплава АЛ9М на маши( нах литья под низким давлением, отливают в стальной кокиль с установ- 3g ленным в него песчаным стержнем (ХГС) .
Толщина стенок чугунного тигля 30 мм.
Тигли подвергают закалке с температуры 10:?0 C в масло и последующему отпуску с температуры 6 )Π— 62() C на твердость НВ 47;) -49 ) ..
Испытания эрозионностойкости и жаростойкости чугунных тиглей проводят непосредственно в производственных условиях на машинах литья под низким давлением с емкостью тигля 1?О кгс путем периодической заливки жидкого алюминиевого сплава в тигель и последующей разливкой расплава в металлические йормы. Продолжительность разливки алюминиевого сплава из одного тигля составляет около 1 ч.
Температура нагрева тигля в нижней части составляет 8 ) ) С, а в верхней части — 650 С.
Эрозионностойкость чугунного тигля определяют по времени нахождения в нем алюминиевого расплава при температуре 65;) — 800цC.
В табл. 2 приведены эксплуатационные свойства исследованных чугунов с различным химическим составом и известного чугуна.
Изменение в чугуне соотношения С, Cu V H Cr позволяет повысить НВ в
1,25 — 1,30, жаростойкость в 1,5—
2 и эрозионную стойкость в 1,93
?,06 раза.
Фо р мула и з о бр ет е ни я
Чугун для тиглей алюминиевых сплавов, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, ванадий, титан, бор и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости, жаростойкости, а также эрозионной стойкости тиглей, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. :
Углерод 1,4-?, ) )
Кремний !) þ 2-Оэ 5
Марганец ), 15-0, 35
Хром 25,0-35, )
Никель 1,2-2,4
Медь. О, 3- ), 5
Молибден ), 6-0, 9
Ванадий 0,4-0,8
Титан О, 2-0,4
Вор 0 .)5- ),15
Железо Остальное
1617033
6 I
1
°вЂ”
I ь
Ф о ж
u=
o ) 1 I 1
Ф I
l Ь
L
i
1 t
1 I
I а
1 —— и О с » л л со ос
СЧ
° л ос
° е4 1
1 Р 1
1 — — — ) ос О л л со! o
Е
chooÄ
iо ñï ñî л л л л саоо 3 с
С 1 л о с л л с с с с i !
СО б
a a л л с а
Ф» о
cl с с л л % л (/ ) "Ъ вЂ” ц
С Ъ ф л л с еа CV л л с си л с
A л оо
МЪ Й л л с.0 с б СО л л
>Б
1 4 ° °
Ф K а
1
Я I м 1
Ж 1
) I
Q I
OI I
Я I
0)
Ж I
1. — 1
1 I
1 1
I I
1 I о
1 ф;
I — — I
1
) 8! — ) 1
° юЧ! Х
I
l! о1
1 .1
I Я
1
° r4 1
I са
I — — I
1
l u
1 1 13 1 с 4 I л л
co) I
1 о
ch I л л
o o 1
I сз соЮ I л л
ov ) I
1
I с о ц) OO l
П4
СЧ С 3
8
Таблица 2
1617033
Чугун
650 С
800 Г
),0
580
З,О
610
9 5
2,5..
1,5
1,5
ЗОО
Составитель Н.Косторной
Редактор М.Петрова Техред М,Дидык Корректор Л. Бескид
«М
Заказ 4100 Тираж 479 Подписное ЯИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул . Гагарина, 101
Твердость чугунных тиглей
НВ, кгс/
/мм2
Предлагаемый 4 70
Варианты 490
Известный 375
Эрозионностойкость, продолжительность нахождения в тиг ле алюминиевого расплава, ч жаростойкость, линейный рост диаметра тигля за
ЗОО ч, %, при температуре
