Чугун Советский патент 1980 года по МПК C22C37/10 

(54) ЧУГУН Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию высокопрочных чугунов для изготовления деталей, работающих в условиях динамических и циклических нагрузок. Известен высокопрочный чугун следующего хи№1ческого состава, вес.%: Углерод 2,2-3,4 Кремний 1,5-3,5 Марганец 3,5-6,0 Хром0,05-0,25 Медь0,5-2,5 5}агний 0,03-0,12 ЖелезоОстальное Чугун имеет мартенсито-аустенитно-карбидную структуру металлической основы с включениями графита шаровид ной формы и высокий предел прочности при изгибе l . Однако у известного чугуна низкие пластические свойства; относительное удлинение до 2% и ударная вязкость 1,3-1,8%. Ji3BecTeH также чугун с шаровидным графитом, содержащий 0,05-3,0вес нитрида бора. К нитриду бора могут быть добавлены в сумме до 4% свинец сера, селен, теллур и/или кальций Этот чугун обладает повышенной способностью к механической обработке 2. Однако известный чугун характеризуется недостаточной динамической прочностью, что затрудняет его использование для изготовления деташей ходовых узлов механизмов и машин. Наиболее близким к предлагаемому по техничес кой сущности и достигаемому результату является чугун, содержащий, вес.%: Углерод2,1-3,3 Кремний2,0-3,8 Марганец0,1-0,8 Хром0,001-0,2 Никель0,001-0,3 Иттрий0,001-0,1 Алюминий0,001-0,1 Железо Остальное йлесто иттрия чугун может содержать элетлент, выбранный из группы, сожержа аей стронций, церий и лантан. Известный чугун в литом состоянии имеет предел.прочности при разрыве 28-62 кгс/мм, ударную вязкость 1,83,9 Krc/ммИ увердость 169-269 НВ 3 Недостатками известного чугуна являются низкие упругопластические

свойства, особенно при низких температурах.

Цель изобретения - повышение плас тичности и динамической прочности чугуна.

Поставленная цель достигается тем что чугун дополнительно содержит нитрид бора, стронций, магний и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод2,1-3,3

Кремний1,3-2,5

Марганец0,2-0,8

Хром0,005-0,12

Никель-0,001-0,25

Нитрид бора0,001-0,15

Стрйнций0,001-0,12

Алюминий0,001-0,08

Иттрий0,001-0,07

Магний0,001-0,05

Кальций0,001-0,03

ЖелезоОстальное.

Чугун может содержать вместо иттрия элемент, выбранный из группы, содержащей цирконий, цинк, церий и лантан в количестве 0,001-0,07 вес.% В табл. 1 приведены примеры составов ряда чугунов.

В табл. 2 приведены свойства пред.лагаемого высокопрочного чугуна в литом состоянии.

Плавку чугуна производят дуплекспроцессом в вагранке дуговой электропечи с кислой футеровкой с температурой 1400-1430с. В электропечи производят перегрев до 1490-1530 С и минимальную подшихтовку. В качестве флюса, защищающего поверхность чугуна от окисления при внепечной; обработке, используют технический криолит (гост 10561-73), для сфероидизирующего кодифицирования чугуна комплексные модификаторы ЖКМК-5 и ЖКМК-6, а для графитизирующего модифицирования и получения требуемой

структуры и свойств в отливках - ферросилиций и стронций.

Для проведения испытаний отливают в сухие оболочковые формы технологические пробы деталей ходовых узлов 5 комбайнов КСК-100 и образцы для механических испытаний из предлагаемого (табл. 1, составы 1-15) и известного (составы I - II I) чугунов и сопоставляют в одинаковых условиях испыQ тания.

Проводят также металлографические исследования отливок, которые показывают, что предлагаемый чугун составов 1-15 имеет более мелкозернистую

f структуру, чем известные в отливках аналогичной толщины, и большее количество включений шаровидного графита на единицу площади, что обеспечивает литым изделиям более высокие эксплуатационные свойства при работе в условиях динамических и цилиндрических нагрузок, в частности деталям ходовых узлов машин и механизмов.

С целью получения данных для сопоставительного анализа из каждого

5 состава испытывают не менее трех образцов. Испытания на динамическую прочность проводят на маятниковом копре МК-30, Механические испытания показывают, что наименьшим временным

Q сопротивлением (47,5 кгс/мм) обладает чугун состава 11, а для всех других составов временное сопротивление - более 55 кгс/мм.

Как видно из результатов испыта5 НИИ, предлагаемый высокопрочный чугун обладает более высокими показателями динамической прочности как при обычных, так и низких температурах. Он легко обрабатывается резанием, технологичен и предназначен

0 для отливок с толщиной стенок от 3 до б 5 мм.

Таблица 2