Чугун для отливок Советский патент 1989 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях износа.

Цель изобретения - повьш1ение усталостной прочности, уменьшение графитовой пористости и газовых раковин в отливках.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предпагаемо го состава обусловлен следующим.

При содержании титана более 0,08% в чугуне образуются газовые раковины.

что связано с заметным повышением растворимости газов, особенно водоро- .ца, в жидком чугуне. При концентрации титана менее 0,03Z не образуются включения, содержащие данный элемент, что приводит к снижению усталостной прочности.

t

При содержании хрома менее 0,4% образуется мало карбидов и много графита, выкрашивающегося при механической обработке, а при концентрации данного элемента выше 0,8% карбидов образуется более 10%, а их величина превышает 60 мкм.

№Л О

00

.-

3150

При содержании бора менее 0,003% его влияние, связанное с инокулиру- ющими действием нитридов и карбонит- ридов этого элемента, а также его поверхностно-активными свойствами, не проявляется.

При концентрации бора свыше 0,009% резко увеличивается количество карбидов и графита, а также размеры вклю чений этих фаз.

При содержании углерода и кремния ниже нижнего предела резко увеличивается количество карбидов и их размеры, а количество графита и его раз- меры становятся меньше оптимального уровня.

При превьшении углеродом и кремнием верхнего предела, наоборот, увеличивается количество включений графи- та и их размеры, а количество карбидов и их размеры резко уменьшаются.

При содержании марганца, никеля и меди ниже нижнего предела не обес- печивается необходимый уровень легирования, что приводит к снижению усталостной прочности. При повышении содержания данных элементов выше верхнего предела резко усиливается их графитизирующее влияние, что при- водит к заметному ухудшению свойств.

При содержании ванадия менее 0,05% он не оказывает полезного влияния на свойства чугуна, которое Заключается в образовании мелкодисперс- ных включений (нитридванадиевое упрочнение) и повьшении стабильности карбидной фазы. При содержании ванадия более 0,30% резко увеличивается количество карбидов и их размеры, а усталостная прочность падает.

При содержании церия менее 0,005% он не влияет на количество эвтектических ячеек и не обеспечивает, таким образом, требуемого сочета- ния карбидов и графита; при концентрации церия свьше 0,05% начинает прояв- пятъс его отбеливающее действие.

Чугун выплавляли в индукционной тигельной печи и сливали в ковш при 1480-1500°С. Образцы и отливки заливали при 1380-1440 С. Элементы вводи25

-ю

15

2030

3540

15

ли в чугун в виде соответствующих стандартных ферросплавов и в чистом виде никель, медь. Церий вводили в виде силикомишметалла цериевой группы.

Усталостную прочность определяли при симметричном изгибе образцов ф 9 мм. База испытаний циклов. Склонность чугунов к образованию графитовой пористости и газовых раковин оценивали по состоянию рабочей поверхности отливок гильз цилиндров после их механической обработки.

Химический состав известного и предлагаемого чугуна и уровень их свойств приведЕны в таблице.

Как следует из таблицы, дополни- тепьный ввод в состав чугуна бора и повьш1ение в нем содержания меди обеспечили повьш ение усталостной прочности ((5 ) в 1,6-1,65 раза, а также исключили образование графитовой пористости и газовых раковин в отлив- ках.

Формула изобретения

Чугун для отливок, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан, ванадий, церий и железо, отлич ающийся тем,что, с целью повышения усталостной прочности, уменьшения графитовой пористости и газовых раковин в отливках, он дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Углерод3,1-3,8

Кремний1,4-2,5

Марганец0,3-0,8

Хром0,4-0,8

Никель0,06-0,50

Медь0,5-1,5

Титан0,03-0,08

Ванадий;0,05-0,30

Церий0,005-0,05

Бор0,003-0,009

Железо .Остальное

в качестве примеси фосфор до 0,2 мас.% и серу до 0,15 мае.%.

Химический состав, мяс.Х

Чуг у н

Si Мп Сг Ni Си Ti V Се В Fe

Наличие гряфито- ной пористости

Количествовых рв- ковин

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве деталей, работающих в условиях износа при высоких температурах. Цель изобретения - повышение усталостной прочности, уменьшение графитовой пористости и газовых раковин в отливках. Новый состав чугуна содержит, мас.%: C 3,1-3,8

SI 1,4-2,5

MN 0,3-0,8

CR 0,4-0,8

NI 0,06-0,50

CU 0,5-1,5, TI 0,03-0,08

V 0,05-0,30

CE 0,005-0,05

B 0,003-0,009

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна B и повышение в нем содержания CU обеспечили повышение усталостной прочности в 1,6-1,65 раза, а также исключили образование графитовой пористости и газовых раковин в отливках. 1 табл.

3,50 2,00 0,60 0,40 0,30 0,30 0,05 0,15 0,02 Осталь-иое

3,10 1,40 0,30 0,40 0,06 0,50 0,03 0,05 0,005 0,003 3,45 1,95 0,55 0,60 0,28 1,00 0,05 0,17 0,030 0,006 3,80 2,50 0,80 0,80 0,50 1,50 0,08 0,30 0,050 0,009 - Сплав содержит также 0,101 фосфора и 0,06 серы.

86

Есть

0,10

142 НетО

138НетО

139НетО