Немагнитный с повышенным содержанием марганца чугун Советский патент 1933 года по МПК C22C37/00 C21D5/00 

В определенных областях электромашиностроения и электроаппаратостроения вместо цветных металлов и сплавов находит себе широкое применение немагнитный чугун. В настоящее время известны следующие сорта немагнитного чугуна: английский, под названием No-Mag, содержащий 10% Ni и 5% Mn, немецкий, содержащий 3-3,5/о С, 2-2,5% Si, 8-9% Мп и 4,5-5% Pli и чугун, содержащий 2-4% Ni и от 2 до 4% Мп, который должен быть подвергнут предварительной закалке с высоких температур для получения аустенитовой структуры.

Химический состав предлагаемого немагнитного чугуна может колебаться (в зависимости от применения) в следующих пределах: углерода от 3% до 4%; кремния от2% до 4%; марганца от 6% до 9%; меди от 3% до 5%; хройа от О до 1,5%;66

В качестве состава, при котором все перечисленные ниже, свойства достигают наивыгоднейшего значения, можно назвать следующий: около 3,5% С, 3,5% Sij 8% Мп, 5% Си и 1% Сг. Чугун указанного примерного состава, отлитый в земляную или песчаную форму, имеет серый излом и обладает, по данным авторов, следующими свойствами.

Магнитная проницаемость -1,3 - 1,5,

1x2 удельное электросопротивление 220

СЛС )

устой чивость магнитных свойств до 00 400° С, твердость по Бринелю - 120-130, сопротивление изгибу - около 25 .

Обрабатываемость предлагаемого чугуна, режущими инструмент мн не хуже, чем уобыкновенного серого чугуна а нарезка получается с весьма чистой поверхностью.. : Абсолютные значения указанных свойств зависят от скорости охлаждения йри отливке, а следовательно, от способа отливки и толщины стенок изделия, Указанные выше свойства получаются прИОтЛвке в земляную или песчаную форму при толщине стенок изделия бЪльше 4-6 мм. При меньшей толщине стенок, а также при отливке в металлическую изложницу, чугун получается белым или половинчатым, благодаря чему значительно хуже обрабатывается или совсем не обрабатывается, а также обладает большей магнитной проницаемостью. так как содержит нераспавшиеся карбиды. В этом случае свойства чугуна могут быть улучшены путем термической обработки, заключающейся в нагреве до 900-1000°, выдержке при этой температуре от 1 до 4 час. (в зависимости от размеров и от состава) и последующем охлаждении на воздухе.

На абсолютные.значения свойств описываемого немагнитного чугуна, в особенности же на ,его электросопротивление и обрабатываемость, влияет также форма графита, причем наиболее выгодной является форма жил, получаемая непосредственно при застывании чугуна, а наименее выгодной-форма гнезд, получаемая при термической обработке чугуна, застывшего белым (углерод отжига). Однако, жилистая форма графита менее выгодна для механических свойств. Поэтому, в тех случаях, когда к чугуну предъявляют повышенные требования в отношении механических свойств, наиболее желательна комбинированная форма, графита.

Из сказанного следует, что немагнитные чугуны, содержащие меньше 3,5% Си 3% Si, которые, как показали исследования авторов, всегда застывают белыми или половинчатыми, для получения наилучших для них свойств требуют применения указанной Выше термической обработки; Необходимо тальке отметить, чти при этом обрабатываемость будет тем хуже и электросопротивление тем нлже, чем больше графита будет в форме |тйе,зд. В примера предельного сдучад можно указать на чугун состава: С, 2% Sf, 8% Мп и 5% Си, который, застыв белым и будучи затем подвергнут герметической обработке, с трудом обрабатывается режущими инструментами. Электросопротивление его составляет 94 {хО/сле, Микроструктура его состоит из основной ауст нитной массы и графита в вид% гнезд. . / ,

Из указанных свойств особое внимание обращает на себя высокое электросопротивление (220 в литом состоянии), которое почти в.ва раза превосходит таковое для существующих сортов немагнитного чугуна и в два раза выше сопротивления нихрома, что делает его особо пригодным материалом для мощных реостатов.

Необходимо указать, что предлагаемый немагнитный чугун дешевле суи ествующих, так как совергленно не содержит никкеля.

Введение специальных примесей можно производить либо в чистом виде, либо в виде лигаТур. Медь можно давать в ковш. Отливка может производиться из тиглей или из вагранки.

Дополнительные исследования изобретателей показали, что медь проявляет свое основное действие уже при содержании ее в чугуне в количестве меньшем 3%. Так, например, немагнитный чугун, содержащий 3,5% углерода, 3,0% кремния, 8,0% марганца и 1,5% меди, обладает проницаемостью 1,2 (измерение прс изводилось абсолютным методом на тбрсиде) и при этом хорошо обрабатывается режущими инструментами. Объясняется это тем, что медь, как показали исследования, не только не способствует, а даже препятствует графитизации, а понижающее ее влияние надкритические точки сказывается в достаточной степени при меньших ее содержаниях.

Дальше оказалось, что при выплавке изделий из немагнитного чугуна поверхность последних может получаться нечистой, благодаря выделению значительного количества спели. Поэтому оказалось желательным вводить в чугун до 1% фосфора. V

Наконец, исследования показали что интервал температур при термической

обработке может быть расширен в обе стороньГ, а именно от 800° до 1100°, с соответственным изменением продолжительности выдержки. Понижение температуры ниже 800° не рекомендуется, так как чугун может получить частичный отпуск и сделаться магнитным.

Изобретатели предлагают вводить в немагнитный, с повышен ным содержанием марганца, чугун от 3 до 4% углерода,-от 2 до 4 % кремния с добавкой от 6 до 14% марганца и до 3% меди.

Кроме того, в состав чугуна дополнительно входят хром в количестве до 1,5% или же фосфор в количестве до 1,.

В случае частичного или полного отбеливания изделия из чугуна подвергают термической обработке, состоящей в нагреве до 800-1100 с 1-4-часовой выдержкой и последующим охлаждением на воздухе.

Предмет изобретения.

1.Немагнитный с повышенным содержанием марганца чугун, отличатщийок/

тем, что он содержит Ми к 3- 5в/о меди при содержании углерода 3-5«/в и кремния- 2-40/0.

2.Видоизменение чугуна но п. 1, отличающееся тем, что содержание марганца в нем колеблется в пределах ,,, а содержание меди от 1,5в/о и не превышает 30/0.

3.Видоизменение чугуна по и. п. 1 и 2, отличающееся дополнительным введением хрома в количестве до 1,5%.

4.Б состав чугуна по п. п. 1-3 введение фосфора в количестве до 1,5%.

5.Термическая обработка чугуна по п.п. 1-4, для случая частичного отбеливания отливок, состоящая в нагреве до 800-1100° Ц с 1 -4-часовой выдержкой и последующим охлаждением на воздухе.