SU1357453A1 - Высокопрочный чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве отливок дл  сельхозмашиностроени . Цель изобретени  - повышение упругопластических свойств и предела выносливости при кручении. Новый чугун содержит,мае.%: С 3,2-3,8; Si 1,5-2,2; Мп 0,2-0,5; А1 0,2-1,0; N 0,11-0,27; РЗМ 0,03-0,08; V 0,12 - 0,28; Mg 0,03-0,07 и Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна V и Mg позвол ет повысить предел выносливости при кручении в 1,6-1,7 раза, относительное удлинение в 2,7- 3,2 раза и ударную в зкость в 1,6-2,3 , раза. 2 табл. S Nl О1

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов чугуна.

Цель изобретени  - повышение упру гопластических свойств и предела выносливости при кручении.

Выбор граничных пределов содержани  компонентов, вход щих в состав предлагаемого чугуна, осуществл ют следующим образом.

Введение азота обусловлено тем, что он образует с кремнием, марганцем , ванадием, алюминием и углеродом нитриды и комплексные карбонитриды, микролегирующие металлическую основу и измен ющие структуру,  вл  сь центрами кристаллизации,что способствует повышению ударной в зкости и упругопластических свойств. Введе- ние до 0,11 мас.% азота не обеспечивает достаточного количества центров кристаллизации в расплаве при затвердении в песчано-глинистых формах, существенного измельчени  структуры в отливках и повышени  упругопластических свойств-, при повышении концентрации азота более 0,27 мас.% увеличиваетс  количество дефектов в кристаллических решетках металлической основы,неметаллических включений по границам зерен, ухудшаетс  фактор формы графитных включений, повышаютс  термические напр жени , что снижает технологическую пластичность и предел выносливости при кручении.

Ванадий ввод т как эффективный микролегирующий и нитридообразующий компонент, существенно измельчающий матрицу и графитные включени , обе- спечивающий однородность структуры и повышени  упругопластических свойств и стабильности выносливости при кручении . Верхний предел концентрации

ванади  (0,28 мас.%) обусловлен сни- 55 ровышение пластических свойств, , трежением технологической пластичности и увеличением отбела при более высоком его содержании. При уменьшении концентрации ванади  менее 0,12 мас.% .укрупн етс  структура, снижаетс  однородность графитных включений,ди- намическа  прочность, предел текучести при кручении, увеличиваетс  отбел .

Редкоземельные элементы (РЗМ) - церий и неодим или празеодим - способствуют распаду эвтектического цементита , очищают границы зерен, снижают загр зненность чугуна неметалщиноустойчивости и технологической пластичности. Их содержание обусловлено пределами, обеспечивающими получение шаровидного графита в чугуgQ не и необходимые механические свойства .

Чугун выплавл ют дуплекс-процессом (вагранка - индукционна  печь) с использованием в качестве шихтовых

gg материалов литейных чугунрв, стального лома и ферросплавов. Микролегирование чугуна феррованадием ФВд2Н, лигатурой ВдА-2Н и силикомарганцем СМ-17Н провод т в электропечи в конлическими включени ми, повышают предел выносливости при кручении, упру- гопластические свойства. При концентрации неодима или празеодима до 0,01 мас.% модифицирующий эффект недостаточен , а при повышении их содержани  более 0,03 мас.% увеличиваетс  отбел, снижаетс  технологическа  пластичность и динамическа  про прочиость.

Граничные параметры содержани  углерода (3,2-3,8 мас.%) и кремни  (1,5-2,2 мас.%) определ ют исход  из производства высокопрочных чугу- нов с повьшенными упругопластически- ми свойствами и мелкозернистой структурой . При концентрацд1и углерода более 3,8 мае .% и кремни  более 2,2 мас.% снижаетс  предел выносливости при кручении, ударна  в зкость и другие механические свойства чугуна, а при концентрации углерода до 3,2 мае,7, и кремни  до 1,5 мас,% возрастают отбел и термические напр жени , снижаютс  трещеноустойчивость, ударна  в зкость и предел выносливости при кручении.

Содержание легирующих добавок (марганец 0,2-0,5 мас.%, алюминий 0,2-1,0 мас.%) обусловлено существенным повышением технологической пластичности и прочности и ограничен пределами, ниже которых технологическа  пластичность и прочностные свойства недостаточны, а выше которых - увеличиваютс  термические напр жени  и снижаютс  пластические свойства и предел выносливости при изгибе и кручении.

Введение магни  (0,03-0,07 мас.%) обусловлено их высокой модифицирующей эффективностью и поверхностной активностью, которые обеспечивают

щиноустойчивости и технологической пластичности. Их содержание обусловлено пределами, обеспечивающими получение шаровидного графита в чугуgQ не и необходимые механические свойства .

Чугун выплавл ют дуплекс-процессом (вагранка - индукционна  печь) с использованием в качестве шихтовых

gg материалов литейных чугунрв, стального лома и ферросплавов. Микролегирование чугуна феррованадием ФВд2Н, лигатурой ВдА-2Н и силикомарганцем СМ-17Н провод т в электропечи в конным чугуном.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   313574534це гшавки при 1420-1450°C, модифи- 2,7-3,2 раза и ударную в зкость в дарование - ферроцерием, сплавами 1,6-2,3 раза по сравнению с извест- магний-празеодим и магний-неодим, а микролегирование чугуна азотом и алюминием - непосредственно в разда- с точных литейных ковшах, емкостью

   2 т. Усвоение микролегирующих и мо- Высокопрочный чугун, содержащий дифицирующих компонентов составл ет, углерод, кремний, марганец, алюми- мас.%: ванадий из феррованади  Вд2Н ний, азот-, редкоземельные злементы 88-94{празеодим и неодим из сплавов fO и железо, отличающийс  магний-празеодим и магний-неодим тем, что, с целью повышени  упруго- 70-74; азот из азотированных ферро- пластических свойств и предела выно- сплав 78-84; церий из ферроцери  сливости при кручении, он дополни- 75-78; магний из его сплавов 51-54. тельно содержит ванадий и магний при Дл  определени  отбела заливают сту- f5 следующем соотношении компонентов, пенчатые технологические пробы. мас,%;

   В табл.1 приведены химические составы чугунов, а в табл.2 - результаты анализа свойств известного и предлагаемого чугуна..20

   Как следует из табл.2 дополнительный ввод в состав чугуна ванади  и магни  позвол ют повысить предел выносливости При кручении в 1,6-1,7 25 раза, относительное удлинение в

   Чугун

   Т

   - Сумма РЗМ. - Чугун, дополнительно содержаднй,мас. Сг 1,1; Ti 0,15; Са 0,06.

   ным чугуном.

   2,7-3,2 раза 1,6-2,3 раза

   Формула изобретени 

   2,7-3,2 раза и ударную в зкость в 1,6-2,3 раза по сравнению с извест-

   Таблица 1

   Содержание компонентов, мае.2

   - 750

   4,0

   29

   482 10,9 48

   П2 171

   540 12,2 65

   193

   558 11,6 62

   188

   Редактор Н.Рогулич

   Составитель Н.Косторной

   Техред И,Попович Корректор Г.Решетник

   5971/24

   Тираж 605Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035j Москва, Ж-359 Раушска  наб., д.4/5

   .Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна ,4

   Таблиа 2

   ;

   543 565 335

   12,9 11,8 4,7

   68 64

   32

   19В 191 125

   519 9,8

   44

   161

   480

   10.2

   42

   163