Способ обработки чугуна Советский патент 1986 года по МПК C21D5/00 C21D8/00 

Изобретение относится к металлургии, а именно к методам обработки чугунов, и предназначено для получения заготовок чугунных деталей.

Цель изобретения - повышение механических и эксплуатационных свойст чугуна.

Сущность изобретения заключается в том, что чугунные заготовки подвергают многократным нагревам со скоростью 150-200 С/мин до температуры на 50-200 С вьше точки Ас, с последующим охлаждением на воздухе. Причем либо перед первым нагревом, либо в процессе каждого охлаждения производят динамическую обработку с степенью .деформации

ехр(-КЕ),

где Б

общая степень деформации; средняя скорость деформации за один цикл; К - коэффициент сопротивления

деформации материала, равный для чугуна 0,04-0,05. Кроме того, при использовании изобретения может быть получено прочное соединение чугун-сталь.

Для исследований влияния динамических обработок при термоциклирова- нии были взяты чугуны с химическим составом, который приведен в табл.

Для получения чугунов применялось кокильное литье. Структура исследуемых чугунов представляла собой: 1 образец - серый чугун с фер- ритной матрицей и пластинчатым графитом, 2 образец - серый чугун с аустенитной матрицей и пластинчатым графитом, 3 образец - высокопрочный чугун с шаровидным графитом имеет половинчатую структуру: аустенит- Ную матрицу с включениями цементита. Исходные образцы представляли собой отливки диаметром 100 мм и высотой 70 мм,

С целью исследования влияния динамической обработки на механические свойства чугунов образцы указанных размеров помещали в обойму (стал марки 40), размеры обоймы: 130 мм и высота 90 мм.

Деформация образцов проводилась на ковочном Молоте и с использованием энергии взрывчатых веществ (ВВ), находящихся либо в контакте с образцом, либо приводящих в движение пластину-ударник , которая нагружает об

5

0

5

0

5

0

5

0

5

разцы. В процессе осадки под молотом изменение параметров деформации (5 иЁ ) происходит за счет изменени ; скорости деформирования. В случае непосредственного контакта ВВ (типа тротил) с образцом параметры деформации менялись в зависимости от изменения плотности ВВ. Кроме того, для получения различных степеней деформации толщина ВВ выбиралась 40, 50, 60 мм, что приводило к получению степеней деформации 0 5, 25% соответственно.

Ангшогично параметры деформации менялись и при соударении ударника с образцом. Размеры пластины-ударника (200 мм и толщина 3 мм), изготовленной из стали 20, оставались постоянными, как и зазор между ударником и образцом - 40 мм.

Наиболее эффективными и производительными динамическими обработками в современном машиностроении являются осадка под ковочными молотами, прокатка и деформация с использованием ВВ. В связи с тем, что чугун является хрупким материалом, динамическая обработка его может быть проведена лищь в условиях всестороннего сжатия. Вид динамргческой обработки предопределяет параметры деформации и наличие обоймы вокруг чугунной заготовки (так, в случае прокатки обойма .может отсутствовать).

Параметры обработки образцов и полученные механические свойства приведены в табл. 2.

Повьщ1ение эксплуатационных (или технологических)свойств проявляется в улучшении свариваемости динамически обработанных чугунов. Малая пластичность и большая хрупкость как исходных, так и чугунов, обработанных по способу-прототипу, создают дополнительные трудности при выборе процесса сварки.

Сравнение прочности сварного шва, полученного при соединении стали чО с чугунами данной марки, обработанными определенным образом, приводит- ся в табл. 3,

Влияние изменения скорости нагрева при условиях,соответствующихприведенным в табл. 2, показано в табл.4.

В связи с тем, что при различных динамических обработк ах влияние скорости нагрева аналогично, параметры, приведенные в табл. 4, соответствуют всем режимам.

31227694

Таким образом, снижение скорости Предложенный способ повышает ме- нагрева приводит к снижению прочное- ханические и эксплуатационные свой- ти.ства чугуна.,

Таблица 1

4,10 4,10

Исходный 1 без обработки 2

I 2 3

I 2

3

1 2 3

12 3

-I 2

5-10 40

8-10 8,4

6-10 1

8-10 8,4

20

60

too

60

12,5 12,5

То же

0,05

0,02

I

Таблица 2

кгс

Pt

кгс

ММ

50

200

200

200

0

1000

Воздух

1000

Воздух

юоо

.Воздух

1000

Воздух

1000

Воздух

15 25 40 24,6 28.4 59,9 48,2 59.7 77.9

48,iz 59,6 78.7

48,1 59,8 78.2

48.1 59,0

73, г

28.9

46.3

68

41.2

52,5

101,8

92,5

110,4

132,4

101.8 110.4 133,8

92.4 110,3

Г32,9

92.4 109.2

1зг 9

Продолжение табл. 2

Таблица 3

Т а блица -4

100 150 200 250 500 150 200 250

Составитель В.Соболев Редактор М.Дьтьш Техред М.МоргентаЛ

Заказ 2266/29 Тираж 552Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, jui. Проектнвя, 4

Продолжение табл. 4

49,6

52,3

59,7-59,9

59,8

62,4

66,8

,9-78,6

78,4

Корректор М.Самборская