Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях повышенных нагрузок. Цель изобретения - повышение жидкотекучести и увеличение пластичности в термообработанном состоянии . Новый чугун содержит, мас.%: С 3-4,0; SI 1,15-2.5; Мп 0,1-0,5; Сг 0,08-0.15; Мд 0,025-0,06; Zn 0,005-0,04, Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна цинка позвопяет повысить его пластичность на 1-4% и жидкотекучесть в 1,1-1,35 раза 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sI)s С 22 С 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4738801/02

{22) 29.06.89 (46) 23.10.91. Бюл, М 39 (71) Нижегородский политехнический институт и Нижегородский автомобильный завод (72) А. А. Колпаков, Е. Г. Боронин и В.Б.Фишер

{53) 669.15-196(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1227707, кл. С 22 С 37/00, 1984, Авторское свидетельство СССР

hb 1143782, кл. С 22 С 37/06, 1982.

Изобретение относится к металлургии, .в частности к разработке составов чугуна. для отливок, работающих в условиях повышенных нагрузок.

Целью изобретения является повышение жидкотекучести и увеличение. пластичности в термообработанном состоянии.

Выбор содержания граничных пределов компонентов в предложенном чугуне обусловлен следующим, Цинк в расплаве предлагаемого чугуна выполняет графитиэирующие, рафинирующие и модифицирующие функции. В отличие от магния температура расплавления и температура гаэообраэования цинка ниже.

Он начинает проявлять необходимые благоприятные свойства раньше магния и работает дольше в расплаве, требуя для этого меньше затрат тепла металла. Цинк инициирует работу магния и создает условия для более благоприятного зарождения и роста шаровидного графита.

„„Я3 „„1686021 А1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях повышенных нагрузок, Цель изобретения— повышение жидкотекучести и увеличение пластичности в термообработанном состоянии. Новый чугун содержит, мас.g: С 3-4,0;

9 1,15 — 2,5;, Мп 0,1 — 0,5; Сг 0,08 — 0,15; Mg

0,025-0,06; Zn 0,005 — 0,04, Fe — остальное.

Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна цинка позвояяет повысить его пластичность на 1-4 и жидкотекучесть в

1,1 — 1,35 раза. 2 табл.

При содержании углерода, кремния, марганца, хрома, цинка, магния менее нижнего предела (табл. 1, состав 1) в структуре металла выделяется пластинчатый графит.

Пониженное содержание углерода и кремния предопределяет выделение структурно свободного цементита, который сообщает несколько повышенные прочностные свойства чугуну. Пониженное количество цинка и магния не дает активные образования шаровидного и вермикулярного графита в ходе кристаллизации чугуна. Это отражается на механических свойствах чугуна как в литом состоянии, так и после его термообработки.

Свободный цементит не растворяется при проведении установленной термической обработки — режиме перлитного превращения. Не способствуют повышению пластических свойств и грубые включения пластинчатого графита. Ниже по сравнению с предлагаемым и другие свойства известного чугуна.

1686021

Таблица!

Содержание элементов, мас.Х чугуна с j и J c, j г

СОстан

Извест-. ный

0,04

0,06!.,5 0,4

1,0 0,08

1,15 0,1

2, 05 0,31

2,50 0,5

2,58 0,58

0,025

2,5

Ост.

0,02

0,026

0,035

0,06

0,063

0„004

О, 005

О, 0 3

0,040

0,045

0,03

2,8

0,08

0,10

0,15

0,18

3 35

4,0

4,21

Превышение верхних пределов химического состава приводит к тому, что активная графитизация, определяемая в большой мере углеродом и кремнием, не контролируется полностью цинком и магнием. Одновре- 5 менно повышенные количества этих weментов оказывают кэрбидостабилизирующее действие на расплав металла, В реэул ьтате образуется раз но родная микроструктура, содержащая различные по фор- 10 ме и размеру включения шаровидного, вермикулярного и пластинчатого графита.

Выделяются одновременно структурные свободные карбиды, Снижаются прочность и относительное удлинение в литом состоя- 15 нии, повышается твердость до уровня неудовлетворительной обрабатываемости резанием.

Для чугуна предлагаемого химического состава термическая обработка для повы- 20 шения пластических свойств однастэдийная, протекает по режиму; нагрев до 720"С в течение 2 ч, трехчасовая выдержка при этой температуре, охлаждение на воздухе.

Пример. Шихта содержит, мас. g: 25 передельный чугун 20-60, стальные отходы

60-20 и возврат собственного производства. Чугун расплавляется в индукционной печи MT-102 и перегревается до 1500—

1520 С, Перед выдачей перегретого чугуна 30 из печи в ковш в последний вводят, мас,,4: магниевая лигатура или комплексный магниевый модификатор 0,5-1,0; ферросилиций марки ФС75 0,1-0,6, металлический цинк 0,01 — 0,04. Модифицированным чугу- 35 ном заливают образцы на механические испытания и трефевидные пробы для последующего исследования структуры металла.

Отлитые образцы и пробы исследуются в литом (без воздействия термической обработки) и в термообработанном состояниях.

Термическая обработка состоит иэ нагрева до 720 С в течение 2 ч. 3-часовой выдержки йри этой температуре и охлаждения на воз-. духе.

Химический состав известного и предлагаемого чугунов, их свойства и себестоимость в табл, 1 и 2.

Как следует из данных табл. 1 и 2, дополнительный ввод цинка в состав предложенного чугуна позволяет по сравнению с известным повысить пластичность на 1 — 4 и увеличить жидкотекучесть в 1,11 — 1,35 раза

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, магний и железо, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения жидкотекучести и увеличение пластичности в термообработэнном состоянии. он дополнительно содержит цинк при следующем соотношении компонентов, мэс. $:

Углерод 3 — 4

Кремний 1,15 — 2,50

Марганец 0,1 — 0,5

Хром 0.08-0,15

Магний 0,025 — 0.060

Цинк 0,005-0.040

Железо Остальное

1686021

Табпнца 2

Г

Жнпкотеку

Состав Механические свойства

Себестоимость

1 т гольного чугуна честь, мм носпе термической обработки

НВ gg, МПа о, Х НВ

Известный 18

565

800!

325,29

305,13

307,2

5,3

580

171

900

536

11,0

179

1113

1998

185

525

14,0

311,5

314,7

316,3

485

1о7

13,5

1200

430

3,6

173

985

Составитель Н.Косторной

Редактор И.Шмакова Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор Т.Палий

Заказ 35г7 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5

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

1 650

2 547

3 770

4 5505 450

477

241

6,0 207

5 0 207

8,0 197

1,5 241