Метод за термична обработка на нодуларен чугун - RF патент 2449043 - Makarenko
Изобретението се отнася до металургията, по-специално до методи за термична обработка на нодуларни чугуни. Може да се използва за получаване на продукти с високоефективни свойства. Термичната обработка се прилага за чугун, съдържащ, тегл.%: Въглерод 3.0-3.4; силиций 1,8-2,3; манган 0,3-0,5; никел 0,6-1,2; молибден 0,3-0,7; мед 0,3-0,7; магнезий 0,04-0,09; сяра 0,01-0,02; фосфор 0,06-0,08; желязо - останалото, с общото съдържание на легиращи елементи (Mn, Ni, Mo, Cu) в диапазона 1,7-2,4%. Първото нормализиране на чугуна се извършва във въздух от температури от 940-960 ° C и задържане за 1,5-2,5 часа. Второто нормализиране се извършва чрез нагряване до температури от 790-810 ° C при скорост 100-200 ° C/h, задържане в продължение на 1,5-2,0 часа и охлаждане с струя сгъстен въздух. След това ваканцията се извършва при температура 250-300 ° C с експозиция 2-4 часа. Полученият чугун има финозърнеста хомогенна микроструктура, високи пластични свойства, жилавост и устойчивост на износване. 3 tbl, 1 изх.
Изобретението се отнася до металургията, по-специално до методи за термична обработка на нодуларни чугуни и може да се използва за получаване на продукти с висока якост и пластмасови свойства, якост на удар и износоустойчивост.
Известният метод [1] за получаване в чугун със сфероиден графитен бейнитен строеж от отливка. Образуването на бейнитна структура се осигурява чрез рационално легиране на чугун. Чугунът съдържа компоненти в следното съотношение (в тегловни проценти):
Методът има определени недостатъци: неравномерното охлаждане не осигурява еднородност на конструкцията по участъка от отливки със сложна конфигурация; използването на скъпи легиращи елементи увеличава себестойността на продуктите; продуктите с бейнитна структура от отливка имат лоша обработваемост.
Най-близък до предложения химичен състав на чугуна е методът за получаване на аустенитно-бейнитен нодуларен чугун след продължително охлаждане, последвано от темпериране, както и след нормализиране със забавено охлаждане в пясък. За това се използва чугун със следния химичен състав (в тегл.%):
Най-близкият в техническите решения, избран като прототип за термична обработка, е методът [4], включващ двойно нормализиране и закаляване, докато първото нормализиране се извършва при 820-880 ° C, второто при 810-850 ° C, и закаляване при 600-650 ° C. Методът има следните недостатъци. Високото темпериране води до увеличаване на чупливостта на чугунните изделия, намаляване на пластичността, якостта и устойчивостта на износване. Използването на приблизително същия температурен диапазон на нагряване за аустенизация по време на двойно нормализиране не води до качествени структурни промени, а само до количествени промени в размера на зърната.
Целта на изобретението е да се разработи метод за топлинна обработка на нодуларен чугун за получаване на бейнитна матрица в него, която осигурява продукти с висока якост, пластичност, износоустойчивост и жилавост при удар.
Това се постига от факта, че нодуларният чугун се подлага на топлинна обработка, съдържаща, тегловни%:
Това гарантира, че в нодуларен чугун се получава бейнитна метална матрица. Такава микроструктура се характеризира с висока якост, пластичност, износоустойчивост и висока издръжливост, в резултат на това чугунените изделия имат висока експлоатационна устойчивост.
Силицият в чугун е основният графитизиращ елемент. Над 2,3% феритни джанти се образуват около графитни включвания поради обратната евтектична сегрегация. Ако съдържанието на силиций е по-малко от 1,8%, е възможна двойна (смесена) сегрегация на силиций. Сегрегацията води до образуването на различна метална матрица, която влияе неблагоприятно на свойствата на чугуна след термична обработка.