Высокопрочный хладостойкий чугун с шаровидным графитом

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства трубчатых свай, эксплуатирующихся в любых климатических условиях, преимущественно в районах Арктики и Крайнего Севера. Высокопрочный хладостойкий чугун с шаровидным графитом содержит, мас. %: углерод 3,85-4,05, кремний 2,7-3,3, марганец 0,2-0,5, хром до 0,05, магний 0,03-0,06, кальций 0,002-0,007, алюминий 0,003-0,01, цирконий 0,01-0,1, бор 0,005-0,007, сера до 0,022, фосфор до 0,03, никель 0,01-0,20, самарий 0,1-0,3, кобальт 0,002-0,12, железо остальное. Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом при отрицательных температурах. 2 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства трубчатых свай, эксплуатирующихся в любых климатических условиях, преимущественно в районах Арктики и Крайнего Севера.

Известен высокопрочный чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, магний, лантан, кальций, алюминий, цирконий, серу, фосфор, железо остальное, при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 3,85-4,05, кремний 1,95-2,20, марганец до 0,5, хром до 0,1, магний 0,03-0,06, лантан 0,001-0,01, кальций 0,002-0,007, алюминий 0,003-0,01, цирконий 0,01-0,06, сера до 0,022, фосфор до 0,1, железо остальное.

(RU 2413026, С22С 37/04, С22С 37/10, опубликовано 27.02.2011).

Недостатком известного чугуна является низкая ударная вязкость при отрицательных температурах и, соответственно, хладостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является высокопрочный хладостойкий чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, магний, лантан, кальций, алюминий, цирконий, бор, серу, фосфор и железо остальное, при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 3,85-4,05, кремний 2,2-2,7, марганец до 0,06, хром до 0,05, магний 0,03-0,06, лантан 0,001-0,01, кальций 0,002-0,007, алюминий 0,003-0,01, цирконий 0,01-0,1, бор 0,005-0,007, сера до 0,022, фосфор до 0,03; железо остальное. (RU 2583225, С22С 37/04, опубликовано 10.05.2016) Однако известный высокопрочный ферритный чугун с шаровидным графитом не обладает достаточной хладостойкостью при воздействии ударных нагрузок, что делает его непригодным для изготовления трубчатых забивных свай для районов Арктики и Крайнего Севера.

Задачей изобретения и его техническим результатом является повышение ударной вязкости высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом при отрицательных температурах.

Технический результат достигается тем, что высокопрочный хладостойкий чугун с шаровидным графитом содержит углерод, кремний, марганец, хром, магний, кальций, алюминий, цирконий, бор, серу, фосфор, никель, кобальт, самарий и железо, при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 3,85-4,05, кремний 2,7-3,3, марганец 0,2-0,5, хром до 0,05, магний 0,03-0,06, кальций 0,002-0,007; алюминий 0,003-0,01; цирконий 0,01-0,1, бор 0,005-0,007, сера до 0,022, фосфор до 0,03, никель 0,01-0,20, самарий 0,1-0,3, кобальт 0,002-0,12, железо остальное.

Введение в состав высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом никеля в концентрации 0,01-0,20 мас. %, самария в концентрации 0,1-0,3 мас. % и кобальта в концентрации 0,002-0,12 мас. % приводит к упрочнению феррита и повышению ударной вязкости при отрицательных температурах. Повышение содержания кремния 2,7-3,3 мас. % обеспечивает повышение количества феррита, а увеличение содержания марганца - повышение ударной вязкости.

Получение чугуна по изобретению осуществляется следующим образом. Выплавку чугуна проводят в индукционных или дуговых электропечах с использованием стандартных шихтовых материалов. После расплавления шихты чугун перегревают до 1470-1450°С и на зеркало расплава вводят самарий и кобальт, а никель-магниевую лигатуру и ферросилиций кладут на дно разливочного ковша перед выпуском жидкого металла из печи. После сфероидизирующей обработки образовавшийся шлак скачивают. Результатом является чугун по изобретению, имеющий структуру феррита с включениями шаровидного графита.

В таблице 1 приведен химический состав чугуна по изобретению, а таблице 2 ударная вязкость и количество феррита.

Пункты 1-3 относятся к чугуну по изобретению, а п. 4 - к известному чугуну по наиболее близкому аналогу.

Из представленных данных видно, что чугун по изобретению обеспечивает достижение поставленного результата: повышение ударной вязкости при отрицательных температурах, что делает его пригодным для производства трубчатых свай, эксплуатирующихся в любых климатических условиях, преимущественно в районах Арктики и Крайнего Севера.

Высокопрочный хладостойкий чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, магний, кальций, алюминий, цирконий, бор, серу, фосфор и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит никель, кобальт и самарий при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 3,85-4,05, кремний 2,2-2,7, марганец 0,2-0,5, хром до 0,05, магний 0,03-0,06, кальций 0,002-0,007, алюминий 0,003-0,01, цирконий 0,01-0,1, бор 0,005-0,007, сера до 0,022, фосфор до 0,03, никель 0,01-0,20, самарий 0,1-0,3, кобальт 0,002-0,12, железо остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке радиационно-стойкого аустенитного чугуна с шаровидным графитом, и может быть использовано для изготовления крупногабаритных отливок контейнеров хранения и транспортировки отработавшего ядерного топлива.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для модифицирования литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом. Модификатор содержит сплав ферросилиция в виде частиц, содержащий 40-80 мас.% кремния, 0,1-10 мас.% кальция, 0-10 мас.% редкоземельных элементов в виде церия и/или лантана, и до 5 мас.% алюминия с остатком из железа и случайных примесей в обычном количестве, который дополнительно содержит 0,1-10 мас.% оксида сурьмы по общей массе модификатора, где упомянутый оксид сурьмы имеет форму частиц и смешивается с частицами сплава ферросилиция, или добавляется к литейному чугуну одновременно с частицами сплава ферросилиция.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для модифицирования литейного чугуна с пластинчатым, вермикулярным или шаровидным графитом. Модификатор содержит сплав ферросилиция в виде частиц, содержащий 40-80 мас.% кремния, 0,5-5 мас.% кальция и/или стронция и/или бария, 0-10 мас.% редкоземельных элементов, например церия и/или лантана, 0-5 мас.% магния, меньше чем 5 мас.% алюминия, 0-10 мас.% марганца и/или циркония и остаток из железа, причем модификатор дополнительно содержит 0,1-10 мас.% частиц оксида висмута и опционально 0,1-10 мас.% одного или более сульфидов металлов в виде частиц и/или одного или более оксидов железа в виде частиц, при этом упомянутые частицы оксида висмута смешиваются или полностью перемешиваются с частицами ферросилиция или добавляются к литейному чугуну одновременно с частицами ферросилиция.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства модифицированного чугуна для изготовления быстроизнашивающихся деталей машин. Используют модификатор, мас.

Изобретения относятся к области металлургии, в частности к составам и способам производства высокопрочных чугунов с шаровидным графитом, и могут быть использованы при производстве литых изделий, например валков прокатных станов.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки чугунов с шаровидным графитом, и может быть использовано для получения износостойких изделий.
Изобретение относится к чугунному сплаву со сферическим графитом и может быть использовано для изготовления зубчатых колес и зубчатых шестерен. Чугун со сферическим графитом содержит, в мас.%: углерод от 2,5 до 4, кремний от 1,5 до 4,4, магний от 0,02 до 0,1, никель от 3,5 до 7, медь от 0,5 до 3, молибден от 0,15 до 1, железо и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения различных марок легированных чугунов для изготовления быстроизнашиваемых деталей, работающих в условиях значительных нагрузок, например защитных втулок подшипников, валов, гильз цилиндров.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для модифицирования отливок из ковкого чугуна. Модификатор содержит смесь порошков, мас.

Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким чугунам с шаровидным графитом для производства литьем деталей, предназначенных для работы в условиях ударно-абразивного износа при температуре до 500°C, в частности деталей машин для изготовления асфальта, бетона и т.п.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства трубчатых свай, эксплуатирующихся в любых климатических условиях, преимущественно в районах Арктики и Крайнего Севера. Высокопрочный хладостойкий чугун с шаровидным графитом содержит, мас. : углерод 3,85-4,05, кремний 2,7-3,3, марганец 0,2-0,5, хром до 0,05, магний 0,03-0,06, кальций 0,002-0,007, алюминий 0,003-0,01, цирконий 0,01-0,1, бор 0,005-0,007, сера до 0,022, фосфор до 0,03, никель 0,01-0,20, самарий 0,1-0,3, кобальт 0,002-0,12, железо остальное. Техническим результатом изобретения является повышение ударной вязкости высокопрочного хладостойкого чугуна с шаровидным графитом при отрицательных температурах. 2 табл.

Наверх