Жаростойкий алюминиевый чугун

 

Изобретение относится к легированным чугунам, в частности к высокоалюминиевым серым чугунам. Сущность изобретения: жаростойкий алюминиевый чугун имеет следующий состав компонентов, мэс.%: алюминий 19-25, углерод 1,6-2,2, кремний 0,1-1.0,марганец 0,1-0,4, медь 1,5-4,0, фосфор 0,31-0,8, цирконий 0,03-0,1. железо - остальное. Введение циркония позволяет улучшить обрабатываемость резанием. Физико-механические свойства: ТКЛР (20,9- 21,8) 101/к, в в литом состоянии 130-180 МПа, после отжига 120-165 МПа, НВ в литом состоянии 120-265, после отжига скорость резания 30-70 м/с, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

19 — 25

1,6-2,2

0,1 — 1,0

0,1 — 0,4

1,5-4,0

0,31 — 0,8

0,03 — 0,1

Остальное, показали, что предлагаекомпонентов и получаеформа графита являются

Алюминий

Углерод

Кремний

Марганец

Медь

Фосфор

Цирконий

Железо

Исследования мое соотношение мая пластинчатая (21) 4907275/02 (22) 26.12,90 (46} 23,10.92, Бюл. N 39 (71) Производственное объединение "Электростальтяжмаш", Московское производственноее объединение "Электрозавод" им.

В, В, Куйбышева (72) О.П.Михайлец, В.И.Куликов и Б.С.Баранов (56) Авторское свидетельство СССР

N. 135500, кл, С 22 С 37/04, 1961.

Авторское свидетельство СССР

hh 285700, кл. С 22 С 37/10, 1969. (54) ЖАРОСТОЙКИЙ АЛЮМИНИЕВЫЙ 4УГУН

Изобретение относится к металлургии, а именно к легированным жаростойким чугунам, и в частности к высокоалюминиевым серым чугунам, работающим при высоких температурах (1100-1200 С).

Известен жаростойкий чугун, содержащий, мас. 7ь: углерод 1.6-2,5, алюминий 1925; кремний 1,0-1,5: марганец 0,4-0,6; серу до 0,01; фосфор 0,2; церий 0,08 — 0,20; железо остальное.

Наиболее близким по технической сущности является чугун, содержащий, мас.g: углерод 1,5-2,5; алюминий 19-25; кремний

1,0-2,5; марганец 0,2-1,2; медь 0,2-3,5; церий 0,03-0,12; фосфор до 0;3; железо — остальное.

Недостаток этого состава жаростойкого алюминиевого чугуна заключается в том, что он имеет неудовлетворительную обрабаты- ваемость режущим инструментом в связи с тем, что церий, являющийся сильнейшим карбидообразующим.элементом, способствует появлению высокотвердой 4 -фазы в. Ы,, 1770438А1 (я)э С 22 С 37/10 (57) Изобретение относится к легированным чугунам, в частности. к высокоалюминиевым серым чугунам. Сущность изобретения: жаростойкий алюминиевый чугун имеет следующий состав компонентов, мас.,(,: алюминий 19-25, углерод 1,6-2,2, кремний

0,1 — 1,0,марганец 0,1-0,4, медь 1,5-4,0, фосфор 0,31 — 0,8, цирконий 0,03-0,1, железо— остальное. Введение циркония позволяет улучшить обрабатываемость резанием. Физико-механические свойства: ТКЛР (20,921,8) 10 /к, в в литом состоянии 130-180

МПа, после отжига 120-165 МПа, HB в литом состоянии 120-265. после отжига скорость резания 30-70 м/с, 2 табл, 3 Г структуре чугуна, упрочняет а-фазу и сфероидизирует графит, что приводит к заметному повышению твердости (до 300 НВ), Цель изобретения — улучшение обрабатываемости резанием.

Поставленная цель достигается тем, что в состав жаростойкого алюминиевого чугуна, содержащего алюминий, углерод, крем- Д ний, марганец, медь. фосфор, железо, введен цирконий при следующем соотноше- О нии компонентов, мас.g: фь

Сд

ОО

1770438

Таблица !

Содержание компонентов, мас.Ф

I. 1.....1 1" I I 1 1

И состава

Al С Si . Цц

S Ce

0,046

0,047

0,036

0,046

0,035

0,004 0,07

2,2 О,!

22 1 9 0,6,. 25 1,6 .1,0

17 2,4 0,05

27 1 3 12

242017

1Ф5

2,8

4,0

1 3

4,2

1,3

0,1

0,25 0,4

0,05

0,6

0,6

0,31 0,03

0,"5 0,06

0,8 О,1

0,20 0,02

0,9 0,15

0,07 остальное оо гальнае остальное остальное остальное остальное рациональными дпя обеспечения хорошей обрабатываемости резанием.

Более низкое содержание кремния способствует улучшению обрабатываемости резанием, т,к. при увеличении содержания кремния в алюминиевом чугуне непрерывно повышается твердость а-фазы и, следовательно, общая твердость чугуна и ухудшается обрабатываемость резанием. При содержании кремния меньше 0,1% будет снижена окалиностойкость чугуна. Более высокое содержание фосфора улучшает обрабатываемость резанием, т.к. фосфор образует с медью хрупкие включения фосфидов меди, улучшающих механическую обрабатываемость чугуна. Кроме того, фосфор повышает жидкотекучесть чугуна. Увеличение содержания фосфора более 0,8% снижает прочность чугуна, а при содержании фосфора ниже 0,31 эффективность его действия на обрабатываемость недостаточна. Введение циркония способствует раскиспению сплава, связыванию и удалению растворенных в расппаве газов, что приводит к получению плотных, беспористых отливок при низкой твердости и хорошей обрабатываемости резанием. При введении циркония меньше 0,03 g не оказывается существенного влияния на структуру чугуна, а при введении более 0,12 ухудшится обрабатываемость резанием. Для подтверждения оптимальности состава в индукционной плавильной печи ИЧТ вЂ” 1 выплавили 3 опытные плавки предложенного состава (состав

1, 2, 3), одну плавку (состав 4) с содержанием каждого компонента ниже нижних граничных значений предложенного состава, одну плавку (состав 5) с содержанием компонента выше верхних граничных значений, Была выплавлена также плавка чугуна — прототипа (состав 6). Химический состав этих плавок приведен в табл. 1, Для выплавки испОльзовали шихту, состоящую из следующих компонентов, мас. : остаток плавки серого чугуна

"болото" 30 стальной лом 20-25 передельный чугун (ПЛ-1) 20-25 алюминий первичный (А — 7) 20-30

5 медь катодная 2.0-4,5 феррофосфор (св.100%) 2-5

После расплавления шихты в расплав вводили ферросиликоцирконий в копйчестве 0,15, 10 В табл. 2 приведены свойства отливок в питом состоянии и после отжига по режиму; выдержка при 1000 С вЂ” 4 ч, охлаждение до

500 С со скоростью 50 /ч, далее охлаждение на воздухе, 15 Механическую обработку проводили на образцах диаметром 20 мм, длиной 150 мм, резком с твердосплавной наплавкой ВК вЂ” 2 и . на плоских образцах фрезой диаметром 100 мм с нэплавкой ВК-2.

20 Проводились испытания стандартных образцов на прочность при растяжении и определялся термический коэффициент линейного расширения (ТКЛР) на дипатометре, 25 Из данных табл. 2 следует, что предложенный жаростойкий алюминиевый чугун обладает более высокой обрабатываемостью резанием, что позволит использовать его взамен высоколегированных жаростой30 ких сплавов, имеющих высокую стоимость.

Формула изобретения

Жаростойкий алюминиевый чугун, со. держащий углерод, алюминий, кремний, марганец, медь. фосфор, железо, о т л и ч а35 ю шийся тем, что, с целью улучшения обрабатываемости резанием, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Алюминий 19-25

40 Углерод 1,6-2,2

Кремний 0.1-1,0

Марганец 0,1-0,4

Медь 1,5 — 4,0

Фосфор 0.31 — 0,8

45 Цирконий 0,03 — 0,1

Железо Остальное

1770438

Таблиц а 2

Физико-механические свойства

Скорость

- резания, и/с

Р состава

Твердость, НВ

Прочность при растя" жении, ИПа

ТКЛР

4 10/К в литом после состоянии отжига в литом после состоянии отжига

180 .165

130 120

144 140 не обраб„ не обраб. (очень хрупкий) не обраб„ не обраб. (очень хрупкий)

350 330

395

40 не обраб.

370

20,9

21,4

21,8

19,8

3

400

420 не обраб.

22,6

290

302

21,8

Составитель Г.Дудик

Техред М.Моргентал Корректор А. Козориа

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3717 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб., 4/5