SU1708910A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплаво^ железа с высокими механическими и эксплуатационными -свойствами, и может быть широко использовано при массовом производстве деталей из чугунных отливок корпусных деталей в станкостроении. Целью изобретени   вл етс  повышение^ гидропрочности и демпфирующей способности чугуна и снижение его склонности к короблению. Поставленна  цель достигаетс  за v счет введени  в состав чугуна никел , цинка и свинца при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: углерод 3,0-3,6;' кремний 2,0-2,8^ марганец 0,3-0,8; фосфор О,2-0,4J медь 0,1-0,6; никель 0,05-0,1; церий 0,05- 0,08; свинец 0,01-0,2; цинк 0,008- 0,12' лантан 0,02-0,04, хром 0,1- 0,18 J железо остальное, Использование чугуна предлагаемого состава позвол ет повысить циклическую гидропрочность в 1,86 раза и снизить • склонность чугуна к короблению на - 30-40%. 1 табл., 2 ил. '^(Лс

Description

Изобретение относит-с  к металлургии , а именно к составам железоуглеродистых сплавов, и может быть использовано дл  изготовлени  деталей станкостроени , работающих в услови х циклических гидравлических нагрузок , а также крупных станин.

Цель изобретени  - повышение гид- ропрочности и демпфирующей способности чугуна и снижение его склонности к короблению.

Дл  достижени  указанной цели в его состар дополнительно ввод т свинец и цинк при следукдцем соотношении компонентов, мас.%:

эо :о

3,0-3,6

2,0-2,8

0,3-0,8 .

ц

0,20-0,4

0,1-0,6

0,05-0,1

0,05-0,08

0,01-0,2

0,008-0,12

0,02-0,04

0,1-0,18

Остальное

Чугун может содержать в качестве примеси серу 0,08-0,1 мас.%.

Совместное наличие в составе чугуна никел , хрома, цинка, цери , лантана и свинца существенно улучшает структуру чугуна и повьшает его эксплуатационные свойства. Комплексное введение перечисленных элементов и их взаимодействие с присутствующими гарантирует получение перлитной структуры с включени ми графита 80120 мк. Структурные изменени , протекак цие в сплаве при охлаждении, не вызывают больших межфазных напр жений , что благопри тно оказываетс  на гидропрочности и склонности крупногабаритных отливок к короблению. I Дополнительное введение свинца и цинка в сплав имеет различный механизм вли ни  на достижение поставленной цели. Свинец при кристаллизации измельчает эвтектическое зерно и входит в состав фосфидной эвтектики, котора , располага сь по границам пер вичных зерен, существенно гасит механические колебани , возникающие на поверхности издели . Цинк вли ет на эвтектоидное превращение в чугуне и дает возможность получать перлитную структуру одной дисперсности как по сечению зерна, так и по сечению отливки . Пределы концентрации данных элементов выбраны экспериментально.

Пределы содержани  компонентов установлены исход  из получени  наибо-лее благопри тного сочетани  структуры и свойств сплава. Нижний предел по содержанию углерода 3,0%, кремни  2,0%, верхний по содержанию марганца 0,8%, хрома 0,18% обеспечивает получение структуры без включений ледебурита . Верхний предел по содержанию углерода 3,6%, кремни  2,8% способствует получению структуры, при введении остальных элементов, с количеством феррита не более 5%. Нижний предел по содержанию марганца 0,3%, хрома 0,1%, рикел  0,05%, фосфора 0,2%, цинка 0,08%, свинца 0,01%, меди 0,1% обеспечивает существенное повышение свойств при минимальной степени легировани  структуры. Верхний предел По содержанию фосфора 0,4% при модифицировании Щ40 способствует образованию разомкнутой сетки фосфидной эвтектики. Дальнейшее увеличение фосфора приводит к существенному снижению пластичности материала. Увеличение меди более О , 6% и никел  более

0,1% дл  сплава данного состава экономически нецелесообразно. Содержани цери  и лантана выбрано экспериментально с учетом соотношени  РгССе + + La) 2,5:4.

Пример. Дл  изучени  структуры и свойств предлагаемого материала быпи выплавлены чугуны, содержащие основные компоненты на разных уровн х , а также известный сплав со средним уровнем содержани  компонентов.

Технологи  плавки .чугуна состоит из расплавлени  литейных и .передельных чугунов, рассчитанных по соотношению дл  получени  сплава с необходимым содержанием углерода, кремни  и марганца. Производитс  ввод в расплав феррохрома (45% Сг), феррофосфора (15% Р), бронзы марки Бр 010 Ф1 электролитического никел  и модифицирование в ковше сплавом МЦ-40. Расчет шихты дл  получени  чугуна необходимого состава осуществл етс  с учетом усвоени  кремни , марганца и никел  90-95%, меди, фосфора, цинка, свинца и хрома 80-90%, цери  и лантаиа 70-85%.

Испытани  на склонность сплава к короблению проводили на образцах, представлентагх на фиг.1. Образцы отливали в сухую песчаную форму. Склонность сплава к короблению оценивали в миллиметрах. Схема замера представлена на фиг.2.

Циклическую гидропрочность оценивали по количеству циклов до по влени  первой трещины, гидротечи или разрушени  образца. Испытани  проводили на гидростенде, использу  специальное приспособление. I .

Демпфирующа  способность чугуна

представлена циклической в зкостью С| при напр жении G 5 кг/мм .

Химические составы чугунов и результаты исследований представлены в таблице.

Как видно из данных таблицы, дополнительное введение в состав чугуна , свинца и цери  существенно повышает эксплуатационные и технологические характеристики чугуна.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, фосфор, медь, никель, церий, лантан, хром, железо, о т личающийс  тем, что, с целью повьппени  гидропрочности и демпфируюгдип способности чугуна и снижени  его склонности к короблению, он дополнительно содержит свинец и цинк при следзшцем соотношении компонентов , мас.%: 3,0-3,6 Углерод 2,0-2,8 Кремний 1 0,3-0,8 Марганец 0,2-0,4 Фосфор 0,1-0,6 . 0,05-0,1 Никель 0,05-0,08 0,02-0,04 Лантан 0,1-0,18 0,01-0,2 Свинец 0,008-0,12 Остальное Железо

   /// /1 ///////// // / /////////

   te/

   Y/ f (Риг.2