Ковкий чугун Советский патент 1985 года по МПК C22C37/10 

ел

ч1 Изобретение относится к металлУ гии, в частности к ковким чугунам, используемым для литья деталей машин и оснастки, работающих в услоВИЯХ повторно-переменных нагрузок и при растяжении - сжатии. Известен ковкий чугун l, содержащий, мас,%: Углерод 2,6-2,8 Кремний1,8-2,0 Марганец -.0,3-0,5 Алюминий 0,01 СераНе более 0,03 ФосфорНе более.О,12 МагнийДо 0,3 ЖелезоОстальное Структура этого чугуна в отливках: феррит и шаровидный углерод отжига. Удароустойчивость и демпфи рующая способность этого чугуна не достаточные, что снижает сопротивляемость чугуна повторно-переменным нагрузкам и выносливость в усл виях растяжения - сжатия. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является ковкий чугу содержащий мас.%: Углерод 2,5-2,9 Кремний0,9-1,3 Марганец 0,3-0,6 Алюминий 0,020-0,025 Молибден , 0,48-0,84 ЖелезоОстальное Известный чугун может содержать технологические примеси, мас.%: сера до 0,18, фосфор до 0,20, хром не более 0,08 2 . Однако отмечается низкая выносливость известного чугуна при раст женин - сжатии (90-105 МПа), что снижает эксплуатационную стойкость литых изделий. Недостатком известного чугуна является низкий угол загиба до появления трещины. Цель изобретения - повьшёние механических свойств. Поставленная цель достигается тем, что ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, молибд алюминий и железо, дополнительно содержит нитриды титана, кальций и цинк при следующем соотношении ком понентов, мас.%: Углерод 2,3-2,9 Кремний . 0,8-1,5 Марганец 0,3-0,7 Молибден 0,12-0,84 А7ПОМИНИЙ 0,01-0,03 Нитриды титана 0,12-0,35 Кальций 0,03-0,08 Цинк0,002-0,01 Железо Остальное Вв-едение в чугун нитридов титана, кальция и цинка в предлагаемых пределах позволяет йовысить предел выносливости при раст5гжении - сжатии Т1 угол загибд до появления трещины . за счет измельчения структуры литого металла и снижения загрязненности границ зерен неметаллическими включениями. При содержании нитридов титана более 0,35 % и кальция более 0,08 % снижаются прочностные свойства и пластичность отливок, а при увеличении концентрации цинка более 0,01 % в литом состоянии повьппается хрупкость литых изделий. При концентрации нитридов титана, кальция и цинка ниже нижнего предела их влияние на механические свойства проявляется слабо. Пример, Плавки чугунов проводят дуплекс-процессом вагранкадуговая или индукционная электропечь с использованием шихты из литейных и передельных чугунов, возврата собственного производства, стального лома и ферросплавов. Вьшуск расплавленного металла из вагранки производят при 1410-1430°С а перегрев до 1490-1530°С, процессы микролегирования, рафинирования и доводки химического состава - в электропечах . Для десульфурации чугуна используют техническую кальцинированную соду. Модифицирование чугуна производят в разливочных ковшах при 1430-1460 С, а разливку - в песчано-глинистые фор.мы. В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок после графитизирующего отжига в течение 22 ч, в табл. 2 - механические свойства ковких чугунов в отливках, Угол загиба до появления трещины получен на образцах при испытании в соответствииС ГОСТ 14019-68. Как видно из табл, 2 предел выносливости при растяжении - сжатии и другие механические свойства у предложенного ковкого чугуна выше, чем у известного ковкого чугуна, что позволяет более широко использовать ковкий чугун для литья деталей ответственного назначения в машино311571

строении и металлообработке. Промьшшенные испытания отливок показали, что использование предлагаемого ковкого чугуна повьшает срок службы изделий в 1,32-1,45 раз в сравнении 5 с известным. Установлена возможность использования предпоженного ковкого чугуна для литых деталей технологиСостав

174ческой оснастки, которые изготавливаются из стали СТЗ, Ст.5 и др.

ОяШдаемьй экономический эффект от использования предлагаемого ковкого чугуна за счет увеличения надежности и долговечности деталей машин и технологической оснастки составляет 8,7-36,5 руб. на тонну годного литья

.Таблица 1

КОВКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, алюминий и железо, отличающий с я тем, что, с целью повьшения механических свойств, он дополнительно содержит нитриды титана, кальций и цинк при следующем соотношении компонентов, мас.1: 2,3-2,9 Углерод 0,8-1,5 Кремний 0,3-0,7 Марганец 0,12-0,84 Молибден 0,01-0,03 Алюминий 0,12-0,35 Нитриды титана 0,03-0,08 Кальций 0,002-0,01 Цинк Остальное Железо (Л

Извест1,2 0,5 0,02 0,6 ный2,67

Остальное

Таблица 2

Состав

Предел

Относительвыно&пиное удлинение, Z вости при растяжении, МПа

552

14 120 512 141 550

Продолжение табл.2

- 1 I

Свойства

Твердость

Угол заНВгиба до появления тревонш, рад

185

1,65

30

1,48 172

15 26 1,52 187