Ковкий чугун Советский патент 1985 года по МПК C22C37/08 

i 00

;о Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов ковкого чугуна, обладающего высо кими механическими свойствами и термостойкостью, Целью изобретения является повьше ние механических свойств и термостой кости. Легирование молибденом приводит к существенному повышению статическо прочности и термостойкости за счет образования однородной структуры. Совместно с никелем оно исключает включения графита и способствует наиболее равномерному их распределеЕшю, что проявляет себя при кристаллизации расплава. Введение молибдена менее 0,03 мас.% не оказывает положительного влияния на свойства чугуна, в частности на его структуру, а выше 0,05 мас.% повышает твердость, но при этом снижает пластичность ферри ного чугуна. При легировании чугуна никелем в границах 0,1-2,5 мас.% растет число включений углерода отжига и улуч шается их форма, при этом увеличивается однородность структуры, а в итоге повышается прочность, ударная вязкость и стойкость к перепаду температур. Содержание никеля менее 0,1 мас.% мало эффективно, а более 2,5 мас.% экономически нецелесообразно, так к не оказывает существенного влияния физико-механические свойства , Присадка титана и азота в указанных пределах способствует образованию мелкодисперсных нитридов титана которые, являясь тугоплавкими, служ центрами кристаллизации расплава. Одновременно титан служит сильным раскислителем. Все это ведет к формиро ванию однородной мелкодисперсной стру туры, что непосредственно положитель но сказывается на прочности и вязкос ти чугуна. Содержание титана выше его верхнего предела ведет к росту неметаллических включений и их неблагоприятному размещению по границам зерен металлической основы, а также появлению газовых раковин, а ниже нижнего предела он практически не оказывает влияние на свойства чугуна. Эффективность влияния процесса легирования на такие физико-механические свойс-ява чугуна, как статическая прочность, относительное удлинение и ударная вязкость чугуна, значительно повышается при модифицировании церием и барием. Это связано с влиянием этих элементов на содержание примесей в расплаве, их ликвацией и переохлаждением жидкого чугуна при затвердевании. Причем барий при графитизирующем отжиге существенно влияет на ферритизацию первичной структцры, способствуя сокращению цикла отжига. Введение каждого из указанных ингредиентов в количестве меньшем, чем нижний предел не обеспечивает рафинирование расплава от таких включений, как кислород и сера. Поскольку содержание данных примесей в расплаве достаточно велико, это отрицательно сказывается на процессе формирования включений графита отжига и металлической основы. При оптимальных значениях этих модификаторов происходит глубокое рафинирование непосредственно через связывание примесных элементов в соединения (неметаллические включения) правильной шаровидной формы, основная часть которых, особенно большой величины, коагулируя, удаляется в шлак. Оставшиеся неметаллические включения размером менее микрона выполняют функцию упрочняющих частиц. Содержание церия и бария выше верхнего предела оказывает отрицательное влияние на свойства чугуна. В частности, при содержании бария более 0,03 мас,% происходит попадание шлака в металл, а церия более 0,05 мас.% усиливает карбидостабилизирующее действие, что вызывает увеличение цикла отжига на ферритную .структуру. Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения, результаты которых сведены в табл. 1 и 2. Из анализа следует, что дополнительный ввод в состав ковкого чугуна молибдена, никеля, титана, церия и бария обеспечивает увеличение механических свойств и термостойкости.

КОВКИЙ ЧУГУН, содержащий . углерод, -кремний, марганец, хром, азот, висмут и железо, о.т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения механических свойств и термостойкости, он дополнительно содержит молибден, никель, титан, церий и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2,2-2,8 Углерод 1.3-1,8 Кремний 0,15-0,55 Марганец 0,01-0,06 Хром 0,003-0,015 Ааот 0,0005-0,001 Висмут 0,03-0,05 Молибден 0,1-2,5 Никель 0,03-0,08 Титан I 0,01-0,05 Церий 0,006-0,03 Барий tn Остальное Железо