Чугун Советский патент 1986 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению конструкционного серого чугуна с высокой прочностью и вязкостью разрушения, характеризующей трещиностой- кость материала и оцениваемой критическим коэффициентом интенсивности напряжения К, при сохранении обрабатываемости.

Цель изобретения - повышение вяз- кости разрушения при сохранении прочности обрабатываемости резанием.

Чугун выплавляют в высокочастотной индукционной печи ЛПЗ-67. В качестве шихты используют доменный чугун,сталь- ные отходы, бой графитовых электродов, ферросплавы и специальные присадки (силикокальций, алюминий).

Чугун перегревают до 1380-1450 С.,

Введение кальция в состав чугуна . в количестве 0,001-0,05% основано на его высокой химической активности. Кальций обеспечивает получение пластинчатого графита меньших размеров с притупленными, округлыми концами, кроме того, высокое сродство к кислороду и сере способствует раскислению и десульфурации металла. Это приводит к повышению вязкости разрушения (трещиностойкости) и прочности чугуна. Повышенное содержание кальция (более 0,05%) увеличивает количество неметаллических включений сложного состава, ухудшающих качество и снижающих свойства чугуна. При введении кальция менее 0,001% не обеспечивается перечисленное воздействие на металл, а следовательно, и на свойства.

Алюминий в количестве 0,01-0,10% «способствует увеличению степени гра- фитизации и измельчению включений графита, обеспечивающих получение чугуна с удовлетворительной обрабатыва

5

0 0 5

0

5

емостью и высокими свойствами. Содер- ясан11е алюмини более 0,10 и менее 0,01% не обеспечивает оптимальных условий графитизации, что отрицательно сказывается на вязкости разрушения, прочности и обрабатываемости.

Предлагаемый чугун имеет также по сравнению с известным более высокое содержание углерода (2,2-3,8%) и меньшее количество меди (0,01-0,4%). . Указанные отличия в химическом составе обеспечивают более высокие техно- . логические свойства чугуна,в частности прочность, вязкость разрушения и обрабатываемость.

Определяют предел прочности чугуна при растяжении, твердость по Бри- неллю, вязкость разрушения оценивают методом 3-интеграла. Обрабатываемость оценивают по экономичной скорости резания, соответствующей стойкости резца в 60 мин при глубине резания мм и подаче 0,72 мм/об.

Показатели предела прочности при растяжении, твердости, вязкости разрушения и обрабатываемости известного чугуна и предлагаемого на верхнем, среднем и нижнем уровнях содержания элементов, а также с повьш1енньм и пониженным содержанием элементов приведены в таблице,

Как видно из таблицы, предлагаемый чугун имеет повышенные значения предела прочности при растяжении и вязкости разрушения по сравнению с известным при сохранении удовлетворительной обрабатываемости.

Использование предлагаемого чугуна для деталей ответственного назначения, испытывающих в процессе эксплуатации повышенные статические и цикли-i ческие нагрузки, значительно повьш1а- ет их надежность в эксплуатации.

in о

«k

rCvl

t

00

r

ет

о

fsl

Ю Г4

О Сч|

о

fO

ч

г t

I 00

- 04

CTi

CM о

го

00

I

ю

О «N Я

О 00

ч

оо

VO00

оо

-in

)

о

X А

U

о

о

о

Ю1Л

о«о

о

о

1Л

о

Що

оо

о

о

-

«

о

«- 1Л

о о о

Г «k

о

Ш00

о

о о

00

.«

ем

см о

мм

- м

00

f

СО

«- а

А«ч

см го

I

0

Ч)

«Я

чS

i i

о X

ц X

О)

к S

I

и

3

я .,.,

о X(U

с жd

ао

аи

Р| (U

X

%

ип

с:о

пн