Чугун Советский патент 1984 года по МПК C22C37/00 

Изобретение относится к литейном производству, ,а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изготовления ответственных отливок,рабо тающих в условиях повышенных Температур. Известен чугун l }, содержащий, мае.%: Углерод 3,0-3,А Кремний 1,6-2,2 Марганец 0,005-0,04 Сера 0,1-0,2 Сурьма 0,15-0,25 Железо Остальное Однако известный сплав имеет недо таточную степень легирования металли ческой основы и неравномерное распр деление графита в структуре. Р аиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му эффекту является чугуп 21 следу щего химическогч) состава, мас.%: Углерод 3,0-3,4 Кремний 1 ,6-2,2 Марганец 0,005-0,04 Сера 0,08-0,10 Сурьма 0,05-0,14 loJП- бдe} 0,1-0,4 Железо Остальное Нзвестньш чугун имеет в своем сос таве элемезиы, стабилизирующие карбидную фазу и легирующие стр.уктурн мё составляющие материалы, что обуславливает удовлетворительные механические свойства чугуна. Однако при повьЕненных температура необратимое увеличение объема матери ала и низкая окалиностойкость вызыва ют поломки сопрягаемых деталей маишн Цель изобретения - улучшение окал ностойкости и ростоустойчивости. Для достижения указанной цели в состав сплава дополнительно введен нике-ль и кальций при следуюгцем соот ношении компонентов, мас.%: Углерод 3,0-3,4 Кремний 1,6-3,О Марганец 0,005-0,04 Молибден 0,1-0,4 Сурьма 0,05-0,1 Никель1,0-2,0 Кальций0,001-0,02 Железо Остальное Как примесь в сплаве может присут ствовать сера в количестве до 0,05%, Пределы содержания компонентов выбирают исходя из наиболее благопри 80г ятного сочетания структуры и свойств чугуна. Нижний предел по содержанию углерода и кремния органичен получением структуры без включений звтектического цементита, верхний - получением перлитной основы с включениями феррита не более 2%. Нижний предел по содержанию молибдена, сурьмы, никеля и кальция должен обеспечивать повышение жаростойкости и ростоустойчивости при минимальном легировании металлической матрицы. Увеличение концентрации перечисленных элементов выше верхпего предела способствует повыизению указа 1ныХ свойств и экономически не целесообразно. Оптимальный состав сплава содержит, %: углерод 3i,2, кремний 1,8, марганец 0,023, молибден 0,25, сурьма 0,08, никель 1,5, кальций 0,011. Технология получения предлагаемого сплава заключается в расплавлении металлизовапных высокоуглеродистых окатышей, введении в расплав ферросплавоБ кремния (75% Si ). молибдена (45% МО), кристаллической сурьмы и технического никеля. Силикокальций вводится в ковш перед заливкой. Расчет шихты осуществляется с учетом усвоения кремния, сурьмы, никеля на уровне 85-90%, молибдена и кальция на уровне 80-85%. Наличие в составе чугуна кальция рафинирует сплав и в процессе эвтектической кристаллизации очищает гранишл зерен от неметаллических включе НИИ, дополнительно легирует структурные составляющие и повышает плотность чугуна. Перечисленные факторы положительно гзлияют на ростоустойчивость и окалиностойкость 1угуна. П р и м е р. Для изучения структуры и свойств чугуна предлагаемрго состава выплавляют сплавы с различ Ы1. содержатшем компонентов. Для сравнительных испытаний используется чугун звестного состава с содержанием ингредиентов на среднем уровне. Плавка угуна проводится в индукцио.нной пеи с использованием низкомарганцовистой шихты - высокоуглеродистых еталлизованных окатышей. Образцы ля испытаний заливают в сухую песчаную форг-iy. И испытания па окалиностойость и ростоустойчивость проводят ри 700°С и 500°С соответственно.

3

Составы еплаврв и результаты иг,-Предлагаемый состав чугуна целесоследований представлены в таблице,образно использовать дли изготовления

Как видно из таблицы, дополнитель-толкателей машин для литья под давленьш ввод в сплав никеля и кальциянием. Ожидаемьш годовой экономический

значительно повышает ростоустойчи- .j эффект от внедрения предлагаемого

вость и окалиностойкость.сплава составит 37,0 тыс,руб.

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, сурьмуи желе,зо, отличающийся тем, что, с целью улучшения окалинестойкости и ростоустойчивости, он дополнительно содержит кальций и никель при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 3,0-3,4 Кремний 1,6-3,0 Марганец . 0,005-0,04 Молибден 0,1-0,4 Сурьма 0,05-0,1 Никель 1,0-2,0 Кальций 0,001-0,02 Железо Остальное

Известный Средний 3,2 1,9 0,022 0,25 0,09 ПредлагаНижний3,0 1,60,0050,10,05 емый Средний3,2 1,80,0230,250,08 Верхний3,4 3,00,040,40,1 Ниже нижнего3,0 1,60,0050,10,05 верхнего3,4 3,00,040,40,1

0,36

1,7 1,0 0,0010,90,16 1,50,0110,10,09 2,0 0,020,060,04 . 0,75 0,0011,70,36 2,4 0,0251,750,44