Высокопрочный чугун Советский патент 1980 года по МПК C22C37/10 

(54) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН Изобретение относится к литейном производству, а именно к составам в сокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для получения отливок, обладающих высокими пл стическими характеристиками. Известен чугун l следующего хи мического состава, вес.%: 2,8-2,9 Углерод 1,3-5,0 Кремний 0,1-0,75 Марганец 0,05-0,3 0,05-1,0 Никель 0,01-0,09 0,3-0,8 А1ЮМИНИЙ 0,01-0,25 Магний Остальное. Железо Известный чугун обладает относительно высокой прочностью и твердостью, но низкой пластичностью,что вызывается наличием в чугуне повышенной концентрации карбидостабилизирующих элементов и алюминия. Карбидостабилизируюсцие элементы снижают пластичность чугуна за счет перлитизации металлической основы, а алюминий - в связи с ухудшением фор мы графита. Наиболее близок к предлагаалому по технической сущности и достигаеу результату высокопрочный чугун дуюгдего химического состгша, .%: Углерод2,6-4,5 Кремний1-4 Марганец0,1-1,2 Хром0,01-0,5 Никель0,01-1,0 Магний0,015-0,1 Кальций 0,015-0,06 Р едк о 3 емельные металлы 0,005-0,15 0,005-0,4 Медь0,01-1,0 ЖелезоОстальноеВ качестве примесей чугун содерсеру до 0,03 и фосфор до 0,2вес.%, Известный чугун имеет предел прочти, кг/мм 63-55/ предел текуч€ 6кг/мм 42-45/ относительное удлиие, % 6-9 и твердость,НВ 207-217f.; Недостатком данного чугуна являя низкая пластичность. Цель изобретения - повькиение пласности чугуна. Указанная цель достигается тем, в чугун, содержащий углерод, крвм- , марганец, хром, никель, гиоомя, магний, кальций, церий и жвлеяо.

дополнительно вводят титан при следующем соотношении компонентов, вес.

Углерод3,0-3„;3

. Кремний2,6-2,9

Марганец0,01-0,05

Хром . 0,01-0,03 Никель0,01-0,02

Алюминий0,05-0,10

Магний0,03-0,05

Кальций0,01-0,03

Церий0,005-0,020

Титан0,004-0,008

ЖелезоОстальное.

В качестве примесей чугун содержит, вес.%:

СеруМенее 0,015

ФосфорМенее 0,03

Снижение концентрации элементов перлитизаторов (марганца, хрома, никеля) до указанных пределов обеспечивает получение в литом состоянии структуры феррита и, как следствие, высокой пластичности сплава. Присутствие алюминия повышает графитизирующую способность сплава, что косвенным образом увеличивает пластические свойства. В то же время с целью снижения отрицательного влияния на форму графита без значительного ущерба для графитизируювдей способности сплава содержание алюминия в нем уменьшают до 0,05-0,10%. Однако для полной нейтрализации вредного влияния алюминия на образование шаровидного графита в состав чугуна дополнительно вводят кальций и церий.

Пример. Предлагаемый сплав выплавляют в тигельной индукционной печи емкостью 50 кг. В качестве компонентов шихты используют металлизированные окатыши, электродный бой, кристаллический кремний. При производстве чугуна известного состава шихта включает доменный чугун, стальной лом, кристаллический кремний.

Перед разливкой чугуны микролегируют сфероидизирующими присадками в качестве которых используют магний, церий, кальций. Вторичное модифицирование сплава осуществляют 0,6% кри. сталлического кремния и 0,05-0,10% .алюминия.

Чугун заливают в сирые песчанныв формы для получения пробы с толщиной стенки 30 мм, из которой изготавливают образцы на механические испытания,

В таблице приведены составы и механические свойства известных и предлагаемых чугунов.

5 Как видно из таблицы, снижение концентрации марганца, хрома, никеля, алюминия и ввод кальция и церия способствует значительному повышению пластичности.

0 Оптимальный состав чугуна, вес.%; Углерод3,15

Кремний2,8

Марганец0,03

ХромО,О 2

5 Никель0,015.

0,006

Титан

Алюминий

0,07

Магний

0,04

0,02

Кальций

Церий

0,01

Железо

Остальное ,

Технология изготовления предлагаемого чугуна заключается в расплавлеНИИ ШИХТЫ, состоящей из металлизированных окатышей и возврата собственного производства, доводке чугуна по химическому составу, микролегировании, вводе 0,5-0,6% кристаллического кремния или 75%-ного ферросилиция и

0,05-0,10% алюминия, разливке в формы.

Предлагаемый чугун может быть использован при производстве отливок с высокими пластическими свойствами.

CN

00

Формула изобретения

Высокопрочный чугун, содержащий углерйд, кремний, марганец,. хрсм, никель, алюминий, магний, кальций, церий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения пластичности, он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод3,0-3,3

Кремний2,6-2,9

Марганец0,01-0,05

Хром0,01-0,03

0.01-0,02 0,05-0,1 0,03-0,05 0,01-0,03 0,005-0,02 0,004-0,008 Остальное,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 1 475409, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 550453, кл. С 2-2 С 37/10, 1975.