Чугун Советский патент 1990 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна.

Цель изобретения - повышение технологических свойств.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

Дополнительное введение церия , обусловлено его модифицирующим влиянием и высокой химической активностью, что способствует повышению компактности графита и технологических свойств. При концентрации церия до 0,002 мас.% его модифицирующее влияние и технологические свойства недостаточны, а при концентрации его более 0,007 мас.% повышается содержание в чугуне неметаллических включений, снижаются технологические свойства и стабильность структуры. t

Азот в количестве 0,002-0,006 мас.% способствует повышению дисперсности структуры благодаря образованию нитридов и ее стабильности, что обеспечивает улучшение обрабатываемости чугуна резанием, пластических и технологических свойств. При концентрации азота до 0,002 мас.% его влияние на дисперсность структуры, пластические и технологические свойства недостаточны, а при увеличении содержания азота более 0,006 мас.% отмечается образование нитридов по границам зерен, что снижает трещино- стойкость, стабильность структуры и технологических свойств.

Введение апюмшшл способствует раскислению и модифицированию расплава, связыванию азота в нитриды

ЈП

4 00 ГС

Јь

сл

алюминия, что обеспечивает повышение стабильности чугуна в отливках, его пластических и технологических свойств. Нижний предел содержания алюминия принят с концентрации (0,01 мас.%), с которой отмечается повышение пластических и технологических свойств, а ограничен .верхним пределом (0,07 мас.%), выше которого растет пористость и снижаются технологические свойства. Фосфиды марганца оказывают пер- литиэирующее влияние на структуру, измельчают ее, повышая технологические свойства и стабильность обрабатываемости чугуна резанием.Верхний предел концентрации фосфидов марганца обусловлен образованием фосфидной эвтектики с повышенной твердостью, снижением технологических свойств и ухудшением обрабатываемости чугуна резанием, а при концентрации фосфидов марганца менологические свойства. При концентрации меди до 0,02 мас.% укрупняется структура, снижаются жидкотекуд- честь и технологические свойства чугуна.

Пример. Опытные плавки чугу- нов проводят в высокочастотной индукционной 150-килограммовой печи с

кварцитовой футеровкой. На дно тигля загружают фосфиды марганца и 75%-ный ферромарганец, которые смешаны в соотношении 1:5. Затем загружают литейные и передельные чугуны, чугунный

5 лом 17а, стальной лом 1А и возврат производства. После расплавления шихты в тигель присаживают цианамид кальция и медь М1, а при выпуске расплава в ковш при заполнении его

0 объема на 1/3 вводят модифицирующую смесь из гранулированного алюминия марки АВ 97 и ферроцерия. Из модифицированных чугунов отливают технологические пробы, образцы и отливки

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в качестве конструкционного материала. Цель изобретения - повышение технологических свойств. Чугун содержит, мас.% C 3,4-3,9

SI 1,7-2,1

MN 0,1-0,3

CU 0,02-0,07

AL 0,01-0,07

CA 0,002-0,01

CL 0,002-0,007

фосфиды марганца 0,012-0,075

N 0,002-0,006

FE остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна CL,N и фосфидов марганца позволяет повысить технологические свойства: σ_в в 1,18-1,28, жидкотекучесть в 1,35-1,40 раза, экономичную скорость резания V_эл в 2,35-2,74 раза и трещиностойкость в 1,8-3 раза по сравнению с известным чугуном. 2 табл.

30

нее 0, 012 мас.% снижаются технологичес-25 в песчано-глинистые литейные формы, кие свойства и укрупняется структура. Введение кальция основано на его высокой химической активности и спо-f еобности к сфероидизации графита и очистке т-раниц зерен, что обеспечивает повышение технологических свойств. При концентрации кальция ниже 0,002 мас.% не обеспечиваются усиление модифицирующего эффекта, повышение однородности структуры и технологических свойств, а при концентрации кальция выше верхнего предела увеличивается содержание неметаллических включений сложного состава, ухудшающих обрабатываемость

35

40

В табл.1 приведены химические сос тавы чугунов опытных плавок.

Жидкотекучесть чугуна определяют на спиральной технологической пробе Кери, а склонность к образованию трещин - по технологической звездообразной пробе высотой 146 мм, с ми нимальным диаметром 75 мм и максимальным диаметром 500 мм.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства чугунов опытных плавок.

Электроэрозионную стойкость определяют на цилиндрических 16 мм об разцах на электроэрозионной установ ке с использованием переменного ток короткого замыкания от 250 до 280 А и частоты короткого замыкания 60 мин.1.

резанием, пластические и технологические свойства.

Содержание углерода, кремния и марганца обеспечивает исключение образования эвтектического цементита в структуре и отсутствие отбела в отливках и принято с учетом практики производства разностенных отливок с хорошей обрабатываемостью и

45

Электроэрозионную стойкость определяют на цилиндрических 16 мм о разцах на электроэрозионной устано ке с использованием переменного то короткого замыкания от 250 до 280 и частоты короткого замыкания 60 мин.1.

Как видно из табл.2, предлагаемый чугун обладает более высокими характеристиками экономичной скорости резания, трещиностойкости,

высокими технологическими свойствами, сп эрозионной стойкости и других технологических свойств, чем известной серый чугун.

при этом содержание их ограничено пределами, выше и ниже, которых ухудшаются пластические и технологические свойства.

Верхний предел концентрации меди снижен до 0,07 мас.%, так как при более высоких ее содержаниях усиливаются ликвационные процессы, снижаются однородность структуры и тех

в песчано-глинистые литейные формы,

В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.

Жидкотекучесть чугуна определяют на спиральной технологической пробе Кери, а склонность к образованию трещин - по технологической звездообразной пробе высотой 146 мм, с минимальным диаметром 75 мм и максимальным диаметром 500 мм.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства чугунов опытных плавок.

Электроэрозионную стойкость определяют на цилиндрических 16 мм образцах на электроэрозионной установке с использованием переменного тока короткого замыкания от 250 до 280 А и частоты короткого замыкания 60 мин.1.

Как видно из табл.2, предлагаемый чугун обладает более высокими характеристиками экономичной скорости резания, трещиностойкости,

5

нологических свойств, чем известной серый чугун.

Дополнительный ввод в состав чугуна Се, N и фосфидов марганца позволил повысить 6йв 1,18-1,28 раза, жидкотекучесть в 1,35-1,40 раза, экономичную скорость резания в 2,35- 2,74 раза, трещиностойкость в 1,8- 3 раза.

Формула

51548245

изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, алюминий, кальций и железо, отличающий- с я тем, что, с целью повышения технологических свойств, он дополнительно содержит Церий, фосфиды марганца и азот при следующем соотно- JQ шении, мае.%:

Составитель Н.Косторной Редактор И.Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 115

Тираж 483

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

х

марганца

3,4-3,9

1,7-2,1

0,1-0,3

0,02-0,07

0,01-0,07

0,002-0,010

0,002-0,007

0,012-0,075

0,002-0,006

Остальное

Таблица 1

Таблица 2

Подписное