Лигатура Советский патент 1982 года по МПК C22C35/00 C22C21/02 

I

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке высокоэффективных лигатур и модификаторов для получения чугунных отливок.

Известна лигатура ljсодержащая, вес.%:

20-28

Хром 32-37

Марганец Алюминий Остальное.

Указанная лигатура не позволяет значительно повысить уровень свойств чугуна.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является лигатура z следующего состава, вес.%:

Алюминий 30-70

Хром10-25

Марганец 10-30

РЗМ2-35

ЖелезоОстальное.

Недостатками этой лигатуры являются низкая прочность, износостойкость и ростоустойчивость, а следовательно, и долговечность отливок из обрабатываемых ею чугунов, которые, эксплуатируются в условиях воздействия переменных высоких температур и абразивного износа (например, чугуны для холодильных плит доменных печей) . Это объясняется наличием в обtoрабатываемых лигатурой чугунах крупнозернистой структуры и отсутствием прочных защитных пленок вокруг графитовых включений.

15

Целью изобретения являетсяповышение прочности, износостойкости и ростоустойчивости чугуна.

Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая алюминий,

20 хром, марганец, железо, дополнитель-: но содержит медь и кремний при следующем содержании компонентов, весД:

30-80

5-10

5-10

0,5-,О

5-15

Остальное

Введение в состав лигатуры меди приводит к увеличению дисперсности перлита обрабатываемого чугуна и, значит, к существенному увеличению его твердости. Это, в свою очередь, .повышает износостойкость чугуна. Кроме того, медь, обволакивая графитовые выключения, образует защитные пленки, | оторые резко уменьшают внутреннее окисление чугуна и, следовательно, ; рост чугуна. Введение менее U,5% меди неэффективно. Введение в лигатуру бо лее ,0% не приводит к повышению износостойкости и ростоустойчивости.

Добавка в состав лигатуры кремния приводит к увеличению износостойкости обрабатываемых чугунов, так как кремний, легируя феррит, сущест. венно его упрочняет, делает его более твердым.

Введение менее 5,0 кремния не оказывает сколько-нибудь заметного действия. При введении в лигатуру 60лее 15 кремния начинает снижаться

ростоустойчивость чугуна в связи с тем, что при этих содержаниях кремния происходит огрубление графитовых включений и,следовательно, существенная интенсификация процесса внутреннего окисления .

Пример. С целью определения оптимального состава лигатуры проводят опытные плавки и иссле дуют ос новные свойства чугуна типа ЖЧХ-0,6 и при фракционной разливке обрабатывают одиИаковой (0,5) добавкой приготовленных лигатур. Для каждого состава лигатуры заливают пробы, из которых изготавливают образцы для испытаний на высокотемпературную износостойкость и ростоустойчивость чугуна.

Высокотемпературную износостойкость определяют по приведенному износу образцов диаметром 10 мм, высотой 15-20 мм по абразивному кругу при 600-650С.

РостоустоЙ1 ивость оценивают по изменению линейных размеров при выдержке таких же образцов при в течение 2-х ч за 250 циклов. Проводя также определение предела прочности при изгибе по стандартной методике.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Известная

1 40 16

25

10 6 5 7

30 7

«42 8 80 5

56 10

Осталь- 3,5-,0 9-10 2-43 ное

II

2,0-2,5 6-750-53

i;8-2,0 7-8 8-50

к

1,9-2,

II

f

2,0-2,з4-4 9-52

- ч

Из результатов проведенных исслв дований следует, что предлагаемая лигатура по эффективности превосходит известную лигатуру.

Так, высокотемпературная износо- стойкость чугуна увеличивается в 1,6-1,7 раза, ростоустойчивость в 1,-1,6 раза при одновременном увеличении прочностных характеристик. Это рбеспечивает повышение долговечности отливок типа холодильных плит в il ,5-1,7 раза.

Формула изобретения

Лигатура, содержащая алюминий, хром, марганец, железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности, износостойкости и

pocтoycтoй ивocти чугуна, она дополнительно содержит медь и кремний при следующем соотношении компонентов, вес,%:

30-80

Алюминий

5-10

Хром

5-10

Марганец

0,5-40

Медь

5-15

Кремний

Остальное.

Железо

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР fP 298679, кл. С 22 С 35/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР № 601320, кл. С 22 С 35/00, 1978.