Лигатура для чугуна Советский патент 1980 года по МПК C22C35/00 

(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА

1

Изобретение относится к литейному производству, в частности к легированию чугуна комплексными сплавами.

Известна лигатура для чугуна следующего состава, вес.%:

Хром10-5

Никель 10-15 .

Титан3-5

Медь5-10

Углерод 6-7

Кремний If 5-2

Алюминий 0,4-0,6

Железо Остальное 1.

Недостатком такой лигатуры является то, что уровень прочностных свойств и износостойкости легрованного ею чугуна недостаточно высок.

Цель изобретения - повышение прочностных свойств и износостойкти чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемая лигатура дополнительно содержит бор, неодим тантал при следуютем соотношении компонентов, вес.%:

Хром5,0-30,0

Кремний7,0-20,0

Медь0,5-15,0

0,5-20,0

0,5-6,0

0,01-3,0

0,3-1,25

0,3-1,5

Остальное

При содержании в лигатуре меньше 7,0% кремния ее влияние на повышение Физико-механических свойств проявляется слабо. При увеличении количества кремния больше 20,0% кремния в микроструктуре увеличивается доля феррита, а это приводит к понижению прочности свойств металла. Введение в состав лигатуры бора приводит к образованию в обрабатываемом чугуне сложной карбидоборидной эвтектики, выделяющейся в виде отдельной фазы, обладающей высокой

износостойкостью. При содержании бора в лигатуре менее 0,5% и низком содержании хрома карбидо-боридная фаза не образуется и износостойкость чугуна получается низкой. При содержании в лигатуре больше 6% бора повышается хрупкость чугуна и ухудшается его обрабатываемость. Неодим в комплексе с танталом стабилизируют карбиды бора, делают

их устойчивыми против выкрошивания.

Кроме того, эти элементы образуют собственные карбиды, которые не изменяя обрабатываемости чугуна, способствуют значительному увеличению его износостойкости и росту физико-механических свойств. Нижний предел по содержанию неодима используется при содержании тантаЛа на верхнем пределе и наоборот.

Содержание неодима-и тантала в лигатуре на нижних пределах объясняется тем, что начиная с этих пре11,514,7 5,03,0 15,00,5 10,314,6 Никель 3,24,8 Титан 5,48,9 0,515,0 6,16,6 0,31,5 Углерод 1,711,92 7,020 Кремний 0,430,56 Алюминий 6,00,5 0,013,0 Неодим 0,31,25 Тантал Ос- ОсОсталь- Оста Железо таль- тальное ное ное ное

Для оценки влияния лигатур, представленных в табл. 1, используют исходный чугун следующего состава, вес.%:, углерод 3,21-3,34, кремний 1,58-1,64; марганец 0,62-0,78; сера 0,028-0,033; фосфор 0,06-0,07 и железо - остальное.

Для физико-механических испытаний отливают стандартные образцы, для износостойкости специальные бруски 200x100x50 мм. Абразивную стойкость оценивают по результатам испытаний в среде абразивной эмульсии (80%ный абразив).

Результаты испытаний физико-механических свойств чугуна приведены в табл. 2,J5

делов, наблюдается рост вышеуказанных свойств обрабатываемого чугуна. Превышение содержания неодима и тантала больше верхнего предела приводит к росту хрупкости чугуна и. выкрошиванию карбидов.

Пример. Лигатуры плавят в индукционной печи ЛПЗ-37. Вес плавки составляет 30 кг. Химический состав вьшлавленных лигатур(известной и предлагаемой) приведен в табл. 1.

Таблица

Т а б л и ц а.

Исходный чугун 18,5

36,4 178 1,0 5,828,411 ,6 0,9211,3213,44 2,547,87 0,68 1,231,44 0,42 4,718,6 9,4 3,74,2 5,8 1,252,71 0,41 0,630,43 1,21 сталь- Осталь- Остальое ное ное

Продолжение табл.2

Как видно из табл. 2, чугун, обработанный предлагаемой лигатурой, содержащей дополнительно бор, неодим и тантал, обладает повышенной прочностью, пластичностью и абразивной стойкостью.

Предлагаемая лигатура технологична при выплавке, имеет температуру плавления 1315-1360 с, хорошо усваивается чугуном и равномерно в нем растворяется .

За счет повышения износостойкости в 1,2-1,4 раза и прочностных свойств в 1,4-1,5 раза чугунов, обрабатываемых предлагаемой лигатурой, экономический эффект составит 4,8-5,2 руб. на 1 т годного литья.

Формула изобоетения

Лигатура для чугуна, содержащая хром, кремний, медь, никель, углерод, железо, отличающая0с я тем, что, с целью повышения прочностных свойств и износостойкости чугуна, она дополнительно содержит бор, неодим и тантал при следующем соотношении компонентов,

5 вес.%:

5,0-30,0 7,0-20,0 0,5-15,0 0,5-20,0 О,5-6,О 0,01-3,0 0,3-1,25 0,3-1,5 Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 430181, кл. С 22 С 35/00, 1974.