Чугун Советский патент 1985 года по МПК C22C37/08 

ее

4iii

О 1 Изобретение относится к литейно производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изго ления литых чугунных тиглей для пл ки алюминия и его сплавов. Известен чугун lj следующего химического состава, мас.%: Углерод3,0-3,4 Кремний1,6-2,2 . Марганец0,005-0, 04 бурьма0,15-0,25 Сера0,1-0,2 Ванадий0,15-0,45 ЖелезоОстальное Введение в чугун ванадия, позво ляет повысить прочность и износост кость чугуна. Чугун характеризуетс следующими свойствами: Предел прочности на разрыв, МПа . -450-480 Твердость НВ 238-241 Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигае мому эффекту является чугун следую щего химического состава, мас,%:, Углерод3,0-3,4 Кремний1,6-2,2 Марганец 0,005-0,04 Сурьма0,15-0,25 Олово 0,15-0,33 Сера0:1-0.2 . Железо Остальное Известный чугун имеет в своем составе комплекс элементов, легирующих и стабилизирующих металлическую основу материала 2 . Однако использование данного сплава для изготовления летых чугу ных тиглей, применяемых для плавки aлюмliния и его сплавов, невозможно ввиду высокой растворимости чугуна в алюминии и его сплавах. Это свд,зано с недостаточной степенью легирования металлической основы и ее строением. Следовательно, недо татком указанного чугуна является низкая стойкость в расплавах алюми ния. Цель изобретения - повышение с кости чугуна в расплавах алюминия Указанная цель достигается тем что чугун, содержащий углерод, кр ний, , сурьму, олово и жел 30, дополнительно содержит медь, хромг церий, никель при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 3,0-3,4 Углерод ,2 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,05-0,2 Сурьма 0,1-0,3 0,3-1,2 0,1-1,0 0,005-0,02 о;, 3-1,0 Никель Железо Остальное Дополнительный ввод в состав чугуна меди, хрома, церия и никеля существенно изменяют структуру чугуна. Добавки меди способствуют получению равномерной структуры.во всех сечениях отливки. Медь, хром и никель дополнительно легируют структурные составляющие материалы и стабилизируют их при повьшенных температурах. Модифицирование расплава церием измельчает эвтектическое зерно чугуна и приводит к кристаллизации графита более мелких размеров и равномерно расположенных в металлической основе материала. П р и м е pi Для изучения структуры и свойств предлагаемого материала были выплавлены чугуны, содержащие компоненты на разных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания ингредиентов. Испытания на растворимость чугуна проводили в растворах алюминк;: и его сплавов. Химические составы и результаты иссле дований представлены в таблице. Как видно из таблицы, дополнительное введение в состав чугуна меди, хрома, церия, никеля существенно повьшает стойкость чугуна в растворах алюминия и его сплавов. Технология плавки чугуна состоит из расплавления высоко-углеродистых меТаллизованных окатышей, ввода в расплав ферросплавов кремния (75% 5г), хрома (45% Сг), кристаллической сурьмы (98%5Ь), кристалли- ческогй олова (98%5и), электролитической меди (99% Си) J1 электролитического никеля (99% Nj). Перед раз ливкой чугун модифицируют ферроцерием (96 Се) в розливочном ковше. Пределы содержания компонентов установлены, исходя из получения благоприятного сочетания свойств и структуры сплава. Нижний предел по содержанию,%: углерод 3,0; кремний 1,6; медь 0,3; никель 0,3 обеспечивает получение структуры с включениями ледебурита 2-4%. Нижний предел по содержанию,%: сурьма 0,05; марганец 0,005j олово 0,1; хром О,1 обеспечивает суще ственное повышение стойкости чугуна при минимальной степени легирования чугуна. Верхний предел по содержанию,%: углерод 0,4; кремний 2,2j медь 1,2 никель 1,0,, вызван необходимостью образования перлитной основы с вкл чениями феррита не более 5%. , Верхний предел по содержанию сурьмы более 0,2%, олова 0,3%, хро ма 1,0% приводит к появлению цемен титной эвтектики структуры. ; 94 Повьшение марганца более 0,04% приводит к ферритизации структуры. Пределы.концентрации церия выбраны экспериментально. Расчет шихты для получения чугуна предлагаемого состава осуществляется с учетом усвоения кремния, сурьмы, олова, меди и никеля на уровне 85-95% хрома и церия - 80-85%. Предлагаемый состав чугуна целесообразно использовать для изготовления литых чугунных тиглей для плавки алюминия и его сплавов. Расчетный экономический эффект от внедрения чугуна предлагаемого состава на Заволжском моторном заводе в 1987 году составит около 90 тыс.руб. J..j

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, олово и железо, отличающийся тем,- что, с целью повьппения стойкости в расплавах алюминия, он дополнительно содержит медь, хром, церий, никель при следующем соотношении ингредиентов, мас.% 3,0-3,4 Углерод , 1,6-2,2 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,05-0,2 Сурьма 0,1-0,3 Олово 0,3-1,2 Медь 0,1-1,0 Хром 0,005-0,02 Церий 0,3-1,0 Никель (Л Остальное Железо

Изве3,2 1,9 0,022 0,2 0,24 стный Средний