СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА Российский патент 1999 года по МПК C21D5/02 

Описание патента на изобретение RU2130084C1

Изобретение относится к металлургии чугуна и может быть использовано для повышения свойств отливок из серого чугуна.

Известно использование термоциклирования для обработки чугуна [1] с целью уменьшения размеров выделений графита в структуре отливок, повышения однородности химического состава металла и пластических свойств чугунов.

Наиболее близким к заявляемому является способ термоциклической обработки чугуна, включающий многократные нагревы до температур, на 50-200oC выше Ac3, и охлаждение на воздухе до температур, на 50-200oC ниже Ar1 [2]. Однако уровень уменьшения объемной доли и размеров пластинчатого графита недостаточен, что отрицательно сказывается на механических характеристиках отливок из чугуна.

Задачей предлагаемого способа термоциклической обработки чугуна является уменьшение объемной доли выделений графита, их измельчение и более равномерное распределение по сечению отливки. Таким образом достигается задача улучшения механических характеристик чугуна и, в первую очередь, его пластичности, что, в конечном итоге, приведет к снижению металлоемкости деталей при тех же значениях конструкционной прочности.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что чугун в индукционной печи нагревают до температуры, на 30-200oC выше температуры ликвидуса, а затем расплав охлаждают до получения твердого состояния. Цикл нагрев и охлаждение до твердого состояния повторяют 2-4 раза.

Использование термоциклической обработки чугуна позволяет получить в структуре чугуна уменьшение объемной доли графита и измельчение пластин графита (толщины и протяженности) за счет интенсификации процессов диффузии при термоциклировании. Оптимальное количество циклов составляет 2-4. Использование одного цикла недостаточно, так как практически не оказывает влияния на объемную долю и размеры пластинчатого графита. Увеличение количества циклов более четырех нецелесообразно, так как измельчение пластин графита незначительно, а уменьшение объемной доли графита может осуществляться практически только за счет уменьшения содержания углерода в процессе термоциклической обработки. Кроме того, при увеличении количества циклов более пяти рост материальных и трудовых затрат сравним с экономическим выигрышем, получаемым за счет улучшения механических характеристик чугунных отливок.

Пример: В качестве шихты использовали передельный чугун следующего состава, в % (вес.): углерод - 4,17; кремний - 0,6; марганец - 0,72; фосфор - 0,15; сера - 0,02; железо - остальное. Расплавление шихтового чугуна и термоциклирование проводили в индукционной печи вместительностью 60 кг в литейном цехе АО ЗСМК. Нагрев осуществляли до 1250-1350oC, а охлаждение проводили на воздухе до 450-500oC. Количество циклов составляло пять. После каждого цикла отбирали пробы для металлографического анализа в металлический кокиль с охлаждением на воздухе. Для сравнения проводили термоциклическую обработку чугуна этого же состава по способу, принятому за прототип. Температуры нагрева составляли 900-920oC, охлаждение на воздухе проводили до температур 600-620oC, а затем в воде. После каждого цикла от отливки отрезали образцы для металлографического анализа. Эффективность обработки оценивали по результатам количественной металлографии на оптическом анализаторе "EPIQUANT". Полученные результаты сведены в таблицу.

Как видно из приведенных в таблице результатов, эффективность предлагаемого способа термоциклической обработки чугуна при использовании количества циклов от двух до четырех выше по сравнению с известным способом.

Предлагаемый способ термоциклической обработки может быть использован при приготовлении отливок из чугуна на металлургических и машиностроительных заводах.

Источники информации.

1. Федюкин В.К., Сматоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. - Ленинград, Машиностроение, 1989, с. 128- 138.

2. А. с. N 412262 кл. 21 D 5/00 "Способ термоциклической обработки чугуна". /Лебедев Т. А. , Маринец Т.К., Федюкин В.К. ЛПИ им. М.И. Калинина. Опубл. Б.И. N 3, 1974.

Похожие патенты RU2130084C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА 2006
  • Афанасьев Владимир Константинович
  • Чибряков Михаил Владимирович
  • Корнева Ольга Владимировна
  • Толстогузов Василий Николаевич
  • Старовацкая Светлана Николаевна
RU2322516C2
СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА 2006
  • Афанасьев Владимир Константинович
  • Чибряков Михаил Владимирович
  • Корнева Ольга Владимировна
  • Толстогузов Василий Николаевич
  • Старовацкая Светлана Николаевна
RU2322515C2
СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА 2008
  • Афанасьев Владимир Константинович
  • Долгова Светлана Владимировна
  • Майтаков Анатолий Леонидович
  • Толстогузов Василий Николаевич
  • Чибряков Михаил Владимирович
RU2370548C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЧУГУННОГО РАСПЛАВА 1998
  • Афанасьев В.К.
  • Чибряков М.В.
  • Сагалакова М.М.
  • Прудников А.Н.
  • Попова М.В.
RU2130081C1
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ШЕСТЕРЕН 1996
  • Хромов В.Н.
  • Кулешков Ю.В.
  • Бугаев В.Н.
RU2110387C1
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА 1998
  • Афанасьев В.К.
  • Чибряков М.В.
  • Прудников А.Н.
  • Сарлин М.К.
RU2135599C1
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА 1999
  • Афанасьев В.К.
  • Койнов В.А.
  • Кольба А.В.
  • Седлецкий Н.Ф.
  • Туева Г.В.
RU2151198C1
СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА 1998
  • Афанасьев В.К.
  • Чибряков М.В.
  • Прудников А.Н.
  • Сарлин М.К.
RU2135600C1
СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЕРОДИСТЫХ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СТАЛЕЙ 1995
  • Гурьев А.М.
  • Кириенко А.М.
  • Рубцов А.А.
RU2090629C1
Способ закалки деталей из низкоуглеродистой борсодержащей стали 2018
  • Ишков Алексей Владимирович
  • Иванайский Виктор Васильевич
  • Кривочуров Николай Тихонович
  • Шанчуров Сергей Михайлович
  • Иванайский Александр Анатольевич
  • Артюшин Константин Геннадьевич
  • Таусенев Евгений Михайлович
  • Арапов Дмитрий Сергеевич
RU2690386C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 130 084 C1

Реферат патента 1999 года СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для повышения свойств отливок из серого чугуна. Изобретение позволяет уменьшить объемную долю выделений графита, их измельчение и более равномерное распределение по сечению отливок. Способ включает термоциклирование с нагревом до температур, на 30-200oC выше температуры ликвидуса и последующее охлаждение на воздухе. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

Формула изобретения RU 2 130 084 C1

1. Способ обработки чугуна, включающий термоциклирование с нагревом и последующим охлаждением на воздухе, отличающийся тем, что нагрев проводят до температур на 30 - 200oC выше температуры ликвидуса. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество циклов выбирают 2 - 4.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2130084C1

1972
SU412262A1
Федюкин В.К., Смагоринский М.Е
Термоциклическая обработка металлов и деталей машин
- Л.: Машиностроение, 1989, с.128-138
Способ термической обработки изделий из высоколегированных чугунов 1977
  • Богодухов Станислав Иванович
  • Батин Анатолий Арсентьевич
  • Санков Павел Сергеевич
SU652231A1
Способ термической обработки чугуна 1981
  • Перфилов Михаил Андреевич
  • Колосов Сергей Григорьевич
SU1006508A1

RU 2 130 084 C1

Авторы

Афанасьев В.К.

Чибряков М.В.

Прудников А.Н.

Сарлин М.К.

Даты

1999-05-10Публикация

1998-07-07Подача