Чугун Советский патент 1977 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к металлургии, в стности к изысканию высокопрочного чуг с шаровидным графитом при производстве кильного литья; оно может быть примен при получении отливок в машиностроите ной, труболитейной и металлургической п мышленности. Известен чугун следуюш,его химическ состава, вес. %: 2,0-4,5 Углерод 1,5-3,8 Кремний 0,1-1,5 Марганец 0,01-0,15 Хром 0,01-1,5 Никель 0,01-0,09 Магний 0,01-0,09 Кальций 0,001-0,08 Барий Редкоземельные ме0,001-0,15 таллы 0,01-5,0 Алюминий Остальное 1 Железо Механические свойства чугуна следующ Твердость HRC, кг/см 30-50 Прочность при испытании на разрушение при стати 1еской нагрузке, кгсНе менее 400-600 Наличие бария в чугуне приводит к по чению шаровидного графита и интенсифи процессы графитизации сплава в процесристаллизации. аиболее близким к описываемому изобрею по технической сущности и достигаеследующегоу результату является чугун ического состава, вес. % 2,7-3,8 Углерод 1,6-3,6 Кремний 0,2-1,2 Марганец 0,01-0,06 Магний 0,03-0,25 Кальций 0,01-0,3 Редкоземельные ме0,005-0,25 таллы 0,001-0,4 0,01-0,4 Никель Остальное 2 Железо гун в качестве примесей может содерь, вес. %: серу не более 0,01; фосфор 0,15. гун имеет следующие свойства: Предел прочности, кг/мм 55,4-62,7 Предел текучести, КГ/ММ238,1-40,9 Относительное удлинение, %6,3-9,7 Ударная вязкость, КГМ/СМ23,6-9,7 Твердость НВ, кг/мм 1Q7-217.

При изготовлении отливок из данного чугуна Илмеет место повышенная склонность чугуна к кристаллизации в соответствии с метастабильной диаграммой состояния железоуглеродистых сплавов. Особенно отчетливо этот эффект наблюдается при повышенных скоростях охлаждения (3-9 градусов в секунду). Отливки из чугуна с шаровидным графнтом, которые в литой структуре имеют структурносвободные карбиды, необходимо подвергать дополнительно высокотемпературному графитизируюш,ему отжигу для улучшения прочностных и пластических свойств чугуна и механической обрабатываемости.

Недостатками известного чугуна являются высокая степень отбеливаемости и плохая механическая обрабатываемость.

Цель изобретения - снижение степени отбеливаемости и улучшение механической обрабатываемости. Это достигается тем, что чугун дополнительно содержит алюминий при следуюш,ем соотношении компонентов, вес. %:

2,6-4,5

Углерод 1,0-4,0

Кремний 0,1-1,2

Марганец

4

0,01-0,5

0,01-1,0

0,01 - 1,0

0,015-0,1

0,015-0,06

льные ме0,005-0,15

0,005-0,4

Остальное.

В качестве примесей чугун }кать серу в количестве до 0,0 фор до 0,2 вес. %.

Отливки из высокопрочного

гаемого состава имеют следую

Нредел прочности,

кг/мм Предел текучести,

кг/мм

Относительное удлинение, о/о Твердость НВФ,

кг/мм

Составы предлагаемого инов приведены в табл. 1.

Т аб л ица 1

Технология получения описываемого чугуна следующая.

Чугун с содержанием, вес. %: 3,87 углерода; 1,53 кремния; 0,59 марганца; 0,20 фосфора и 0,038 серы расплавляют в индукционной печи с кислой футеровкой. Вес нлавки 60 кг. После расплавления и счистки шлака жидкий металл подвергают обработке ферросплавами, составы которых приведены в табл. 2. Необходимые присадки хрома, меди и никеля добавляют в ковш и а струю металла или в печь.

Таблица 2

Химический состав, вес.

Во всех случаях расход модификатора 3% от веса жидкого чугуна. Дробленный ферросплав (фракции 5-10 мм) укладывают на дно разогретого до 600-800°С ковша, пригружают стальной обрезью (2-3% от веса жидкого металла), затем наполняют ковш жидким чугуном с температурой 1420- 1450°С. Подготовленными таким образом чугунами заливают пластины толщиной 3,5 и

7 мм. Скорость охлаждения металла в пластинах соответственно 9,2; 6,1; 3,2°С/с.

Отливки подвергают металлографическим исследованиям. Определяют количество и размер включений шаровидного графита на

единицу площади шлифа; междендритно-точечный графит не учитывают.

Результаты металлографических исследований чугунов с шаровидным графитом приведены в табл. 3.

Как видно из приведенных данных, чугуны, содержашие от 0,005 до 0,4% алюминия, имеют в два раза меньшую чувствительность к отбелу, больше включений шаровидного графита и лучший комплекс физико-механических свойств.

Таблица 3

Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземельные металлы и железо, отличающийся тем, что, с целью уменьшения стецени отбеливаемости и улучшения механической обрабатываемости, он дополнительно содержит алюминий нри следуюшем соотношении комионентов, вес. %:

Углерод2,6-4,5

Кремний1,0-4,0

Марганец0,1-1,2

Хром0,01-0,5

Никель0,01-1,0

Медь0,01-1,0

Магний0,015-0,1

Кальций0,015-0,06

Редкоземельные металлы0,005-0,15 Алюминий0,005-0,4 ЖелезоОстальное. Источиики информации, иринятые во внимание при экспертизе:

2.Авторское свидетельство СССР №449103, М. Кл.2 С 22С 37/00, 1972.