Чугун Советский патент 1986 года по МПК C22C37/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам вы сокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изготовления тонкостенных деталей, работаю- 1ДИХ в условиях частых теплосмен, например, кокилей и пресс-форм дли литья под давлением.

Цель изобретения - повьшение рос- тоустойчивости, жидкотекучести и термостойкости чугуна.

Пример. Чугун получают расплавлением высокоуглеродистьга; металлизированных окатышей в тигельной индукционной печи с кислой футеровкой. При в печи проводят на- углераживание расплава электродным боем путем замешивания кусочков фракции 5-20 мм. Затем в .печь добавляют ферросилиций (ФС75), выдерживают в течение 20 мин и выпускают металл в разливочный ковш, на дне которого находится ферроцерий (МЦ-60). Заливку образцов осуществляют в течение 10-15 мин после процесса модифицирования ферроцерием,

Для изучения структуры и свойств предлагаемого материала выплавляют чугуны, содержащие компоненты на различных уровнях, а также для сравнительных испытаний известный сплав с содержанием компонентов на среднем уровне. Чугун предлагаемого состава содержит также в качестве примесей серу до 0,02% и фосфор до 0,05%.

Сущность предлагаемого технического решения заключается во введении в известный состав церия, что способствует образованию графита шаровидной формы, уменьшении фосфора, а это исключает образование стедита в стру туре, а также серы , что уменьшает количество сернистой эвтектики.

Пределы содержания компонентов установлены исходя из благоприятного сочетания структуры и свойств материала. Нижний предел по содержанию углерода (4,0%), кремния (0,5%) и марганца (0,005%) гарантирует получение ферритной металлической основы. Повышение углерода более 4,2% и кремния 1,0% ухудшает пластические свойства материала. Это связано с повышением хрупкости легированного кремнием феррита, а также уменьшением живого сечения металла в связи с увеличением количества графита в

структуре. Увеличение марганца более 0,04% приводит к образованию перлита в областях с низким содержанием кремния, которые образуются ввиду его

ликвации в неравновесных условиях кристаллизации.

Минимальное содержание церрия (0,0075%) обеспечивает получение графита шаровидной формы. Увеличение

содержания церия более 0,02% ухудшает свойства чугуна с образованием неметаллических включений (оксидов, сульфидов и др.), концентрирующихся по границам зерен. Кроме этого, в

структуре возможно появление перлита.

Оптимальный состав сплава содержит, %; углерод 4,1; кремний 0,75; марганец 0,02; церий 0,0135.

Отличительной особенностью чугуна

предлагаемого состава является металлическая ферритная основа, легированная кремнием, и шаровидная форма графита. Отсутствие карбидов в матрице исклю1чает процесс их распада,

снижает рост чугуна в процессе выдержки при повышенных температурах. Увеличение числа эвтектических зерен за счет модифицирования церием и снижения межфазовых напряжений, изменения формы графита от пластинчатой к шаровидной, повышает термостойкость чугуна, РасиЕИряя интервал твердо-жвдкого состояния, церий способствует повышению жидкотекучести.

Жидкотекучесть оценивают на спиральной пробе, Термостойкость исследуют путем нагрева образцов кольцевой формы до 500 с и охлаждения в воде. Уровень стойкости определяют по количестд трещин на 500 циклов теплосмен. Результаты испытаний и химические составы чугунов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, изменение формы графита за счет модифицирования церием и уменьшение содержания фосфора и серы значительно улучшает исследуемые свойства. Так ростоус- тойчивость повышается на 30-40%, Жидкотекучесть на 20-30% и термостойкость на 20-25%.

Чугун предлагаемого состава наиболее эффективно использовать для изготовления кокилей и пресс-форм машин литья под давлением.

1и««епшй Ср«д1шй 4,13 1.84 0,19

ар««д«гм ,

«« КяхянА4,00,50,0050,00750,0250,001

СредямЯ4,1 0,75O.,022 .0,01350,0250,00

(мпяй4,21,00,040,020,0250,001

iro 3,9 0,4 0,005 0,0060 0,025 0,001ЭЗ 0,М 440

0,04 0,030,025 0,00t27 0,0вг Ш

Яявм

4,3 1,1

Редактор Н.Бобкова

Заказ 3065/26

Тираж 567Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

0,0019 2в 0,0в 470

0,001

0,00

0,001

3 0,035 3 0,iO)S 320 32 0,03 540

0,001ЭЗ 0,М 440

0,00t27 0,0вг Ш

15

7

t«

la

Составитель Н.Шепитько

Техред В.Кадар Корректор А.Ференц