Напівфабрикатний продукт ливарного чавуну і спосіб його виробництва

Винахід відноситься до напівфабрикату ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю і способу його отримання. Як в'язкий чавун існує пластичний чавун, отриманий шляхом додавання Мд, Са, Се та інших елементів агенту сфероїдалізації графіту і таких, що викликають сфероїдалізацію графіту, і чавун з компактним червоподібним графітом (у подальшому називається «ливарний чавун C/V»). Крім того, існує ковкий чавун, отриманий шляхом термічної обробки білого чавуну, виготовленого шляхом лиття чавуну. У цьому ливарному чавуні C/V графіт не стає сфероїдальним і присутній у вигляді проміжної форми графітної маси і т.п. Крім того, після термічної обробки ковкий чавун має хорошу в'язко-текучість, пластичність і в'язкість, подібно до сталі, тому він є суттєвим матеріалом для машинобудування. Цей ковкий чавун класифікується як ковкий чавун з білою серцевиною, ковкий чавун з чорною серцевиною, ковкий чавун, що має конкретний основний матеріал, та ін. Серед цих матеріалів, у ковкому чавуні з чорною серцевиною, якщо відкласти відливки ковкого чавуну, отримані після лиття, виявляється структура білого чушкового чавуну. Цей матеріал є твердим і крихким, і тому в процесі виробництва його випалюють з метою графітизації. Умови тривалості і температури випалювання визначаються на основі інших численних факторів лиття, але зазвичай цей випалювання включає дві стадії. Першу стадію випалювання проводять при температурі від 900 до 980 °С упродовж від 10 до 20 годин. При такій обробці вільний цементит цілком розкладається. Другу стадію єипалювання проводять шляхом поєднання поступового охолодження в діапазоні температур від 700 до 760 °С з метою безпосередньої графітизації і тривалої обробки в діапазоні від 700 до 730 °С для графітизації цементиту в перліт. Таким чином, для процесу повного випалювання зазвичай потрібен час від 20 до 100 годин, чи біля того, як описано в роботі [Iron and Steel Institute of Japan, (3-є видання), Tekko Binran, т. 5. "Casting, Forging, and Powder Metallurgy", с 115-116, 1982]. Пластичний чавун і ковкий чавун можна піддавати прокатці до певної міри. Можна чекати, що прокатка напівфабрикату ливарного чавуну з метою отримання пластин ливарного чавуну, листів ливарного чавуну, штабового прокату ливарного чавуну й іншого прокату ливарного чавуну може знайти широке застосування в різних галузях. Однак, такий ливарний чавун має вузькі умови прокатки і має обмежені області застосування. Крім того, оскільки в способі отримання напівфабрикатів ливарного чавуну, що використовують як матеріал для прокатки, зазвичай застосовується метод лиття розплаву в пісок чи іншу форму, аби отримати напівфабрикат ливарного чавуну, іноді, з метою підвищення продуктивності, здійснюється безперервне лиття. Однак, у способі, описаному в зазначеному вище посиланні, існує така проблема: при литті ковкого чавуну потрібен тривалий період графітизації, і тому продуктивність є дуже низькою, і крім того, тривале нагрівання призведе до окислення і декарбідізації поверхні, тому для стримування цих процесів потрібне нагрівання в атмосфері, яка не окислює, і зростають витрати на обробку. Крім того, незважаючи на відповідний цикл випалювання, після цієї обробки графіт, що осаджується, не є сфероїдальним. Тому неможна сказати, що ця графітизація забезпечує досить хороші характеристики матеріалу. Зокрема, у термінах балансу міцності і пластичності й міцності стомлення ковкий чавун виходить не краще, ніж звичайний чавунний виливок з наростом. Тому бажано подальше удосконалення зазначених характеристик. На противагу цьому, у публікації патенту Японії (А) 7-138636 не описаний спосіб обробки для короткочасної графітизації, і графіт, що осаджується після обробки, не є сфероїдальним. Більш того, у ливарному чавуні, отриманому шляхом прокатки пластичного чавуну і ковкого чавуну, графіт утворює тонкі пластини, розподілені в шаруватій формі під час прокатки, тому остаточна оброблюваність матеріалу стає поганою. Крім того, при безперервному розливанні звичайного ливарного чавуну використовуються графітові ливарні форми з метою запобігання охолодженню, однак білий ливарний чавун важко розливати безперервно через широку область співіснування твердої і рідкої фаз. Тому, як показано в патенті Японії № 4074747, таке розливання майже зовсім не проводиться. Таким чином, як показано в [патенті Японії № 3130670], використання двовалкової розливочної машини для лиття білого чавуну в листи і термічної обробки продукту, з метою отримання чавунних листів, що складаються з ковкого чавуну, також можливе як спосіб отримання міцних листів чавуну, однак у цьому випадку, також як і у випадку отримання ковкого чавуну, у результаті утвориться графітова маса, тобто, сфероїдалізація графіту є недостатньою, тому існує проблема незадовільної оброблюваності. Даний винахід був виконаний з урахуванням цієї ситуації, і його метою є надання міцного ливарного чавуну і напівфабрикату ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю без термічної обробки, для якої потрібно багато теплової енергії і значний час, і способу отримання продуктів, який забезпечує ефективне виробництво цих продуктів. Відзначається, що термін «ливарний чавун і напівфабрикат ливарного чавуну», використовуваний у даному винаході, включає власне чавун після лиття, напівфабрикат ливарного чавуну, отриманий шляхом лиття із зачищенням поверхні та ін., і прокатаний напівфабрикат ливарного чавуну, отриманий шляхом прокатки ливарного чавуну чи напівфабрикату ливарного чавуну. У цьому винаході поставлені такі цілі: 1. Ливарний чавун і напівфабрикат ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю, що характеризуються тим, що містять у собі ливарний чавун композиційної системи білого чавуну, усередині якого незалежно чи комплексно дисперговано сфероїдальні чи сплющені частинки графіту, зовнішня поверхня яких частково чи цілком покрита феритом. 2. Ливарний чавун і напівфабрикат ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю за пунктом 1, які відрізняються тим, що сфероїдальні частинки графіту чи сплющені частинки графіту дисперговані з густиною 50 частинок/мм2 чи більше. 3. Ливарний чавун і напівфабрикат ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю за пунктом 1, які відрізняються тим, що сфероїдальні частинки графіту чи сплющені частинки графіту мають ширину 0,4 мм чи менше і довжину 50 мм чи менше. 4. Ливарний чавун і напівфабрикат ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю за пунктом 1, які відрізняються тим, що частинка фериту в ливарному чавуні складає 70% чи більше. 5. Ливарний чавун і напівфабрикат ливарного чавуну з відмінною оброблюваністю за кожним з пунктів 1-4, які відрізняються тим, що компоненти, які складають білий чавун, мають склад, що задовольняє умовам: (%С)