Высокопрочный чугун Советский патент 1985 года по МПК C22C37/10 

9) Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокопрочных чугунов, и может быть использовано при производстве отве ственных нагруженных деталей автом билей и тракторов. Цель изобретения - повышение окалиностойкости. Плавки проводят в 60-килограммо вой индукционной печи с кислой фут ровкой. В качестве шихтовых-матери алов применяют литейный чугун, соб ственный возврат, ферросплавы магн ферросиликоцирконий (30% Si, 35% Zr), технический алюминий (98% А1) электролитическую медь (99% Си). Окалиностойкость определяют по раз нице масс образца до и после вьщерж ки при 920 С в течение 4 ч, В таблице приведены сосглв и свойства сплавов. Введение в состав чугуна циркони способствует повьплению дисперсности структуры чугуна. Он вызывает измельчение и одновременно увеличивает количество включений шаровидного графита, что в свою очередь повьш1ает механические свойства чугу на, особенно ударную вязкость. Н яжний предел по содержанию циркония (0,025%) ограничен тем, что при наличии в составе менее 0,025% его влияние на измельчение металлической основы чугуна и включений графита слабо проявляется. Увеличение циркония СБЬШ1е 0,11% приводит к поя лению перричных карбидов, что отрицательно сказьшается на ударной вязкости материала. Магний обеспечивает получение шаровидного графита и высоких механических свойств. При содержании ма ния менее 0,04% в структуре наблюда ются включения пластинчатого и вермикулярного графита. Ввод магния более 0,07% нерационален, так как ухудшается форма графита (эффект перемодифицирования) увеличивается расход модификатора и количество вредных газовьщелений при мсдифицир вании. Для получения высокой плас4тичности сплава содержание марганца в нем ограничено в пределах 0,150,4%. Увеличение концентрации кремния (2,3-2,9%) способствует кристаллизации сплава по стабильной диаграмме состояния, без структурно-свободных карбидов. Нижний предел по кремнию 2,3% установлен, исходя из требований исключения отбела в отливках. При содержании кремния более 2,9% наблюдается резкое снижение пластических свойств ВЧШГ за счет легирования феррита кремнием. Алюминий снижает склонность сплава к кристаллизации по метастабильной диаграмме. Концентрация алюминия менее 0,4% не обеспечивает получения высоких и стабильных прочностных характеристик. Верхний предел по апюминию до 0,9% ограничен исходя из того, что при содержании алюминия бо- лее 0,9% заметно ухудшаются технологические свойства - уменьшается жидкотекучесть, возрастает склонность расплава к пленообразованию, в результате чего использовать такой чугун при изготовлении тонкостенных отливок не представляется возможным. Для получения благоприятного сочетания прочности и ударной вязкости сплава содержание меди выбрано в пределах от 0,1-0,3%. Медь упрочняет матрицу, при этом содержание ее до 0,3% полностью не перлитизирует матрицу, что позволяет получать высокзгю ударную вязкость. Концентрация примесей, серы до 0,06% и фосфора до 0,1%, установлена исходя из необХодимости обеспечения шаровидной формы графита и получения более высоких и равномерных свойств в сложных разностенных отливках. Цирпконий энергично соединяется в жидком чугуне с серой и связывает ее в тугоплавкие соединения, что приводит к снижению ударной вязкости. Структура предлагаемого чугуна имеет-феррито-перлитную металлическую матрицу и шаровидные включения графита правильной формы.

51186684 .

Как видно из таблицы, предлагав- мйческий эффект от применения предмый сплав обеспечивает высокую латаемого состава чугуна для отокалиностойкость в отливках при со- ливок, работающих в тяжелонагрудержании серы в исходном расплаве на5 женных условиях, составит 87 тыс.руб. уровне 0,02-0,06%. Ожидаемый эконо- в год на одном заводе.

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения -окалиностойкос .ти, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении ингредиентов, мае. %: 3,2-3,5 Углерод 2,3-2,9 Кремний 0,15-0,4 Марганец 0,1-0,3 Медь 0,04-0,07 Магний 0,4-0,9 Алюминий 0,025-0,11 Цирконий (Л Остальное Железо