SU1296622A1 - Высокопрочный чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в услови х повышенных температур при знакопеременных нагрузках. Цель изобретени  - повышение термостойкости, твердости и предела прочности при температурах 20-400 С. Новый чугун содержит компоненты в сгедукщем соотношении , мас.%: углерод 2,8-3,8; кремний 3-3,5; марганец 0,005-0,04; молибден 0,1-0,4; магний 0,03-0,08; ванадий 0,3-1,2; церий 0,005-0,02;- железо - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна ванади  и цери  повышает в 1,15-1,3 раза термостойкость , в 1,1-1,2 раза прочность и в 1,2-1,4 раза твердость при TeMnepaTv- ре 400°С. 1 табл. с (О (Л

Description

1

Изобретение относитс  к металлургии , в частности, к разработке соствов чугуна дл  отливок, работающих в услови х повьшенных температур.

Цель изобретени  - повышение термостойкости , твердости и предела прности при температурах 20-400 с.

Сущность изобретени  заключаетс  в дополнительном вводе в состав чугуна цери  и ванади . В структуре предложенного чугуна образуютс  комлексные карбиды ванади  и молибдена Церий способствует измельчению указанных карбидов и равномерному их распределению в структуре чугуна. Структурные изменени  чугуна привод т к повьшению термостойкости, проности и твердости чугуна.

Дл  изучени  структуры и свойств предлагаемого материала были выплавлены чугуны, содержащие основные компоненты на разных уровн х, а также известный сплав со средним уровнем содержани  ингредиентов. Термостойкость оценивали по количеству образовавшихс  трещин на образцах.

подвергавшихс  периодическому нагреву в свинцовой ванне до 530 С вьщерж ки в течение 3 с и охлаждении в проточной воде. Испытани  на механические свойства ( GT и НВ) проводили при 20 и 400°С.

Исследовани м подвергали известный сплав со средним уровнем содержани  ингредиентов и пpeдлaгae «ый с различным содержанием компонентов.

Химические составы чугунов и результаты испытаний представлены в таблице 1.

Как видно из таблищ,, чугун предлагаемого состава за счет дополнителного вдеденн  магни , ванади  и молибдена существенно отличаетс  повышенными эксплуатационными и механическими свойствами.

Структура сплава состоит из 70- 85% перлита, феррита и графита шаровидной формы.

Технологи  плавки чугуна состоит из расплавлени  в индукционной печи емкостью 60 кг с кислой футеровкой

O

15

0

металлизованных окатьшеи, процесса науглероживани , введени  ферросплавов кремни  (75Z Si), ванади  (45% V), молибдена (65% Мо), ввода на желоб плавильной печи в струю металла и ферроцери  и перед заливкой модифицировани  металла в ковше.

Пределы содержани  компонентов установлены исход  из получени  наиболее благопри тного сочетани  структуры и свойств чугуна.

Содержание углерода и кремни  выбираетс  из услови  получени  суммы 4,3-4,7%, что обеспечивает образование первичных включений графита правильной шаровидной формы.

Марганец при содержании более 0,04% приводит к увеличению размеров цементитной фазы эвтектоида и в целом к его огрублению, что отрицательно сказьшаетс  на механических свойствах чугуна.

Минимальное содержание ванади  5 (0,3%) и молибдена (0,1%) существенно повышает механические свойства сплава при минимальной степени легировани  металлической основы. При содержании молибдена в составе чугуна карбиды ванади  выпадают высокоди- сперснсЯй фазой и кристаллизуютс  в, виде кубической формы. Молибден уменьшает растворимость ванади  в цементите , что способствует более интенсивному образованию карбидов ванади . Увеличение ванади  более 1,2% и молибдена более 0,4% не ведет к дальнейшему повьш1ению свойств и экономически нецелесообразно.

Церий в максимальньк количествах (0,02%) вводитс  в чугун с содержанием серы до 0,04% в цел х предваритель ного обессеривани , дегазации, рафинировани  расплава и в минимальных количествах (при ,003%) дл  измельчени  первичной структуры чугуна.

Содержание марганца выбрано экспериментально и гарантирует при соблюдении описанных условий получение графита шаровидной формы. Повьш1ение магни  более 0,08% приводит к по влению метастабильной фазы.

30

40

45

50

Claims (1)

1. 5 12966226 Формула изобретени  дующем соотношении компонентов

   мае.%:

   Высокопрочный чугун, содержащий Углерод2,8-3,8

   углерод, кремний, марганец, молибден, Кремний3,0-3,5

   магний и железо, отличающий- 5 Марганец0,005-0,04

   с   тем, что, с целью повышени  тер- Молибден0,1-0,4

   мостойкости , твердости и преде- Магний0,03-0,08

   ла прочности при температурах Ванадий0,3-1,2

   20 - 400°С, он дополнительно со- Церий0,005-0,02

   держит ванадий и церий при еле- О ЖелезоОстальное