Чугун Советский патент 1983 года по МПК C22C37/10 

&0:

сл

о

00 lia

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию состаВОВ высокопрочных чугунов,

Известен чугун содержащий компоненты в следующем соотношении, вес,%:

Углерод 3,5-3,75

Кремний 1,9-2,3

Марганец 0,4-0,9

Алюминий 0,05-0,3

Церий 0,005 -0,01

Сурьма 0,05-0,1

Железо Остальное

Известный чугун обладает хорошей износостойкостью, но механические свойства его находятся на низком уровне.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату . к предлагаемому является чугун 2 следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,53

Кремний 1,42

Марганец 0,45

Сера 0,48

Фосфор 0,08

Железо Остальное

Чугун обладает сравнительно высокими механическими свойствами.

Цель изобретения - повышение механических свойств чугуна.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит церий и алюминий, при следу йцем соотношении KotvBioHeHTOB, вес.%: J Углерод 2,5-2,7 Кремний 1,0-1,4

Марганец 0,008-0,030

Сетэа 0,08-0,12

Фосфор 0,01-0,08

Церий 0,002-0,004

Алюминий 0,005-0,010

Железо Остальное

Ввод в состав сплава церия и алюминия в количестве соответственно 0,002-0,004 и 0,005-0,010% при одновременном снижении концентрации марганца до 0,08-0,03&% и серы до 0,080,12% обеспечивает получение чугуна, обладающего высокими механическими свойствами.

Верхрий предел содержания в чугуне церия обусловлен увеличением продолжительности первой стадии графитизирукадего отжига; нижний - эффективностью влияния церия на механические свойства сплава.

Верхний предел содержания алюминия обусловлен его графитизирующим Действием, которое в данном случае является орицательным фактором; нижний - эффективностью воздействия алюминия на показатели механических свойств чугуна.

Снижение содержания марганца обусловлено уменьшением до минимально возможной кoнцeнтpaци в чугуне серы, которая обеспечивает получение включений графита шаровидной формы. Уменьшение абсолютной величины содержания в сплаве серы связано с тем, что она снижает механические свойства чугуна.

Пример. Выплавка чугуна предлагаемого состава может осуществляться как в дуговой, так и в индукционной электрических печах. В данном примере использована индукционная высокочастотная тигельная электропечь ЛПЗ-67.

В качестве шихты для получения чугуна применяются металлизованные окатышки, обеспечивающие требуемый

U уровень содержания марганца. Корректировка состава по углероду и кремнию производится с помощью электродного боя и ферросилиция. Содержание серы регулируется составом шихты

5 и в случае необходимости корректируется сернистым железом. Церий и алюминий вводят непосредственно в ковш перед эаливкой. Оптимальная температура ввода и алюминия

0 составляет 1420-1440С. При этом обеспечивается максимальный эффект. Наиболее целесообразно осуществлять ввод церия в виде промышленного сплава типа МЦ-40 (40% церия. Величина добавки церия и алюминия рассчитывается исходя из их усвоения в пределах 70-J

Оптимальное время выдержки расплава перед заливкой после модифицирования составляет 2-10 ivmH. При более длительной выдержке происходит угар церия и алюминия за счет диффузии в расплав атмосферного кислорода.

Пробы для изготовления образцов

i на механические испытания отливают в сырой песчаной форме. После выбивки из форм отлитые пробы подвергают термообработке по следующему режиму:

Нагрев до температуры,

с°950-980°

Выдержка при 950-980с,

4,5-5,0

Охлаждение на воздухе или с печью

После проведения термообработки из проб изготавливали образцы на механические испытания.

По изложенной технологии выплавляли 5 составов предлагаемого чугуна (на нижнем, среднем и верхнем, а также ниже нижнего/и выше верхнего пределов содержания компонентов и известный чугун. Показатели прочности указанных чугунов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, прочность предлагаемого чугуна на 8-10% вьаое соответствующего показателя для известного 1угуна.

Пбвьвоение прочности позволяет снизить на 3-5% вес отливок. За счет этого годовой экономический эффект составляет 60 тыс. руб.

2,53 1,42 0,45 0,48 0,08

ИзвестнЁай

Предлагаемый

2,50 1,0 0,008 0,08 0,02 0,002 0,005

2,60 1,2 0,020 0,10 0,05 0,003 0,007