Способ изготовления отливок из графитизированной стали

 

If -, оп и Ь .к;

ИЗОБРЕТЕНИ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и718486

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 260978 (21) 2667248/22-02 с присоединением заявки М (51)М. Кл.2

С 21 0 1/78

В 22 И 27/04

Государствеииый комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.80. Бюллетень Йо 8

Дата опубликования описания 280230 (53) УДК 621- 785. 79 (088,. 8) Б. И. Авилов, Б.М.Фиштейн, Ю.Л. Перевозкин, Ю.А. Гаюн, М.Д. Степанович и В. М. Жураковский (72) Авторы изобретения. Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт технологии машиностроения и Ростовский-на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК

ИЭ ГРАФИТИЗИРОВАННОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам изготовления отливок из графнтизированной стали методбм литья по выплавляемым моделям.:

Известен способ изготовления от-" ливок иэ графитиэированной стали, включающий заливку в форму, охлаждение и последующий графитизирующий отжиг (1) .

10 !

Недостатком известного способа является то, что отливки имеют грубую литую структуру и невысокие значения вязкости. 15

Наиболее близок по технической сущности к описываемому способ изготовления отливок из графитизированной стали. заключающийся в заливке расплавленной графитизированной стали в предварительно нагретую до

400-1000 С литейную Форму.и последующее охлаждение отливок в фэрме от 970оС до 700оC со скоростью

1-8 град/мин. Это позволяет исключить графитизирующий отжиг и повысить (пр сравнению с известнымй способами),механические свойства ме. талла ((туедел прочности на разрыв

90 кг/мм, ударная вязкость без напl

:1 еза - 5-6 кгм/см, твердость

206-217 НВ) (2) .

Однако такой способ не обеспечи вает получение мелкозернистой литой структуры, что не позволяет сущест,венно повысить механические свойства, в том числе с последующим применением известных способов термической обработки.

Целью изобретения является повышение механических свойств отливок путем измельчения зерна.

Эта цель достигается тем, что в предлагаемом" способе получения отливок из графитизированной стали, включающем заливку ее в предварительно нагретую литейную форму и последующее охлаждение в интервале температур от 980 до 700ОС со скоростью

1-8 град/мин и далее на воздухе, отливки охлаждают после заливки форм металлом до температуры 550 С и подвергают двух пятикратному нагреву и охлаждению в интервале температур

550-820ОС со скоростью нагрева 301000 С/мин и охлаждения 50-1200 С/мин.

Многократный нагрев и охлаждение в интервале температур 550-820 С, т.е. выше температуры Ас и ниже температуры ьмнимальной устойчивости

718486

Механические свойства

Способ получения

Ми кростру кт у ра

Эерно, балл

Твердость, НВ

Ударн ая вязкость (без надреза), кгм/ см

» l

Предлагаемый 20,8-23,0 203-227 П + Ф + Гт 8-9

Известный

3,0-3, 5

206-217

1-2

Известный + нормализ аци я после 3 ч выдерж ки при 870ОС

5, 0-5, 5 211-229

П р и м е ч а н и е. П-перлит., Ф-феррит, I

Гт — графит шаровидный.

1 .аустенита (около 600 C) позволяют осуществить многократную фазовую пере кри ст алли з ацию по схеме графит+

+феррит + цементит графит + аустенит и этим измельчить литую структуру.

Нагрев до 820оС обеспечивает наименьший размер нового аустенитного зерна, а охлаждение до 550ОС вЂ”. наи- большую степень измельчения ферритно-цементитной смеси при распаде аусте- нита в области его минимальной устой" (чивости.

Нагрев выше 820<С увеличивает размер аустенитного зерна, а охлаждение ниже 550 С препятствует распаду аустенита на ферритно-цементитную смесь.

Скорости нагрева 30-1000 С/мин обеспечивают фазовый наклеп аустенита при перекристаллиэации, протекающей по схеме феррит + цементит — -аустенит и обуславливающей рафинирОвку 20 структуры и улучшений механических свойств за счет:измельчения зерен и диспергирования субструктуры аустенита и феррита.

Более низкие скорости нагрева (ни- 25 же 30 град/мин) не приводят к фазовому наклепу, а более высокие (свыше

1000 град/мин) сдвигают точку Ас выше 820ОС, что приводит к неполной фаэовой перекристаллизации ° 30

Скорость охлаждения 50-1200 град/мин, обеспечивает распад аустенита на ферритно-цементитную смесь. Повышение скорости охлаждения способствует измельчению продуктов распада аустенита. Однако охлаждение со скоростью более 1200 град/мин препятствует распаду аустенита, так как сокращает время распада вследствие переохлаждения.

Более низкие скорости охлаждения 4О (ниже 50 град/мин) приводят к малому переохлаждению аустенита и укрепляют продукты его распада ..

Изготовление отливок из графитиэиров анной ст али осущест вляют следующим образом.

Жидкую графитизированную сУаль, выплавленную в индукционной печи и после модифицирования в конце бором и кальцием, заливают в керамические кварцевые оболочки, заформованные в опоки кварцевым песком с температурой 500ОC что обеспечивает охлаж-. дение отливок в интервале темпера" тур 980-700 С в течение 40 мин т.е, О

I со скоростью 7 С/мин. Это обуславливает выделение углерода из аустенита с образованием шаровидных включений графита и, как следствие, получение структуры без вторичного цементита.

После отделения от наполнителя и охлаждения на воздухе до 550©С отливки с литниковой системой загружают в печь с температурой среды

930+20 C и нагревают до температурыо

820+20 С со скоростью около 120град/мин, затем выгружают их из печи и подвергают охлаждению на воздухе со скоростью около 150 град/мин до темпе-. ратуры (550120oC) после чего отливки вторично нагревают в данном режиме, а после третьего. нагрева до температуры 820+20ОС их окончательно охлаждают на воздухе.

Отливки, полученные описываемым способом, имеют мелкозернистую структуру с перлитной основой, незначи тельным количеством феррита (5-10%) и шаровидными включениями графита.

Размер перлитных и ферритных зерен соОтветствует 8-9 баллу, Размер зерен перлита и феррита в отливках, изготовленных известными способами, соответствует 1-2 баллу в литом состоянии и 2-3 баллу при последующей нормализации их при 870 С (см. таблицу) .

718486

Формула изобретения г

Составитель A. Секей

Ко екто H. Муск а

Редактор З.Ходакова Техред М Пет Коррект р

Заказ 9993/7 Тираж 608 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из таблицы, описываемый способ повышает ударную вязкость в 7,4 раза по сравнению с известными способами и, кроме того, позволяет получить в отливках из графитизированной стали мелкозернистую перлитную или ферритно-перлитную структуру металлической основы с шаровидными включениями графита .

Способ изготовления отливок из графитиэированной стали, включающий заливку в нагретую литейную форму, охлаждение в интервале 980-700 С со скоростью 1-8 град/мин и далее на воздухе, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения механических свойств путем измельчения зерна, отливки охлаждают на воздухе

5 до 5504С и подвергают циклическому наг1 еву и охлаждению в интервале

550-820 С со скоростью нагрева 301000 град/мин и охлаждения 501200 град/мин.

t0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 . Авт орс кое с в идет ел ь ст во СССР

Р 226174, кл. С 22 С 39/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

У 639643, кл; В 22 D 27/04, 1976.