Чугун

 

Избретениэ относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлорежущих станков. Цель - повышение износостойкости, предела прочности при растяжении и твердости. Новый чугун содержит , мае.%: С 3,4-3,8; S 15-2,0; Мп 13,5-2,2; N1 0,06-0,35; А 0,08-0,26; Са 0,003- 0,02; Се 0,015-0,05; Мо 0,03-0,07; карбонитриды хрома 0,06-0,41; За 0,003-0,01; Zr 0,05-0,3; Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Zr позволяет повысить НВ в 1,01-1,05 раза, OB в 1,16-1,22 раза и снизить износ в 1,41- 1,62 раза. 2 табл.

СОЮЗ ОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ЧУГУН (21) 4683168/02 (22) 25.04.89 (46) 23.12,91, Бюл, № 47 (71) Гомельский литейный завод "Центролит" (72) M,È.Êàðïåíêî, Е.И,Марукович, В.И.Тонконоженко, А.П.Мельников и С,M,Áàäþêîâà (53) 669, 15-196(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 985119, кл, С 22 С 37/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1171554, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, используемых в металлорежущих станках, Цель изобретения — повышение износостойкости, предела прочности при растяжении и твердости.

В ыбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим, Цирконий при содержании 0,05-0,3 мас. $ стабилизирует перлит, увеличивает его сфероидизацию, повышает твердость и износостойкость, их стабильность в процессе эксплуатации и эксплуатационную стойкость литых деталей. При увеличении концентрации циркония более 0,3 начинает проявляться его ликвация, снижается фактор формы графита, а при концентрации до

0,05 мас.;(, снижается твердость и износостойкость отливок, в отливках преобладает пластинчатый перлит с дисперсностью Пд 1,0 — Пд 1,4, „„SU „, 1700086 А1 (57) Избретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлорежущих станков, Цель — повы:шение износостоикости, предела прочности при растяжении и твердости. Новый чугун содержит, мас, Д: С 3,4-3,8; S! 1 5 — 2 0; Мп

5,5 — 2,2; Ni 0,06 — 0,35; А! ОЯ8 — 0,26; Са 0,003—

0,02; Се 0,015 — 0,05; Мо 0,03 — 0,07; карбонитриды хрома 0,06 — 0,41; Ва 0,003 — 0,01; Zr

0,05 — 0,3; Fe — остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Zr позволяет повысить НВ в 1,01 — 1,05 раза, гтВ в 1,16 — 1,22 раза и снизить износ в 1,41—

1,62 раза. 2 табл.

Введение карбонитридов хрома в количестве 0,06 — 0,41 мас.,/ измельчает структуру перлита, графитных включений, повышает твердость, износостойкость, герметичность и, эксплуатационную долговечность. При концентрации их до 0,06 мас,7 износостойкость, дисперсность структуры и эксплуатационная долговечность недостаточны, а при концентрации карбонитридов хрома более 0,41 мас.7ь увеличивается коэффициент трения, снижаются фактог. формы графита, ударно-усталостная и эксплуатационная долговечность.

Дополнительное введение бария е количестве 0,003 — 0,01 мас.% измельчает структуру чугуна в отливках, повышает гидроплотность отливок, фактор формы графита и обеспечивает повышение иэносостойкости и эксплуатационной долговечности. При кон.центрации его po 0,003 мас. дисперсность и стабильность структуры и твердости недостаточны, а при концентрации. бария более

0,01 мас.ф, снижаются технологические

1700086 свойства, гидроплотность и эксплуатационная долговечность.

Введение кальция способс-.вует os»cTке границ зерен и сфероидизации графита, При концентрации кальция до 0,003 мас. Д 5 снижается дйсперсность графита, механические и эксплуатационные свойства, При . концентрации кальция более 0,02 мас.( снижается стабильность струкгуры и свойств. уменьшаются характеристи.(и из- 10 носостойкости и ударно-усталостной долгоB8×ÍOÑÒÈ, Никель в количестве 0,35 мас,, как эффективная добавка упрочняет металлическую основу и не снижает вязкость чугун";, 15 снижает порог хладноломкости и склонность чугуна к образованию трещин, повышает износостойкость и эксплуатационную долГОВ8чность. При концентрации никеля менее 0,06 мас. Д его влияние незначитель- 20 но. Повышение 8I о концентрации более

0,35;4 снижает фактор формы графита, износостойкость и эксплуатационную долговечность, Содержание углерода N кремния в пред- 25 лагаемом чугуне выбрано с уче-ом практики производстВа износостойких ОтлиВОк с повышенными значениями твердости и эксплуатационной долговечности. При увеличении их концентрации выше верхних 30 пределов стабильность структуры и ударной вязкости и характеристики упругопла, стических свойств снижаются, а при уменьшении концентрации менее нижних пределов снижается жидкотекучесть, вы- 35 деляется эвтекический цементит, повышается отбел, что приводит к снижени:o трещу ностойкости, пластических свойств N эксплуатационной долговечности.

Алюминий в количестве 0,08 — 0,26 мас,,, 40 оказывает раскисляюшее, микролегиpующee и стабилизиpylov ee Вr ияние, способствуя уменьшe«N!o содержания -!еметаллических Вкиочений и повышеHNIO

T88ppOCTN NI N3HOCOClOIIKOCTN. I IpN KOHL BI!T- 45 рации длюминиЯ до 0,08 мас. jq раскисляющее, микролегирующее и сгабилизиру,ощсе его Влияние недостаточное, а при концентрации алюминия более 0,26 мас.,4 снижается TBepäoñTL ОтлиВОк, Относительная 50 износостойкость N эксГ1луатацйонная сТоАкость.

Содержание основных модифицирук1щих компонентов (магния 0,03 — 0,07 мас. 4, и церия 0,015-0,05 мас. ) обеспечивает де- 55 газацию расплава и сфероидизацию -рафита и перлита и повыше> »8 прочностных., упругопластических эKcnnyaòàöNoнных свойств. Сера увеличивает отбел, хрупкост, снижает ударно-усталостную долгове (" ность, поэтому она исключена из состава чуГуна.

Содержание марганца повышено до

0,5-2,1 мас.g и ограничено пределами концентраций, ниже которых не достигается высокой сфероидиэации перлита, и сущестВеннОГО Г1овышения износостойкости, а Выше верхнего предела увеличивается содержание цементита и отбел, повышается хрупкость, снижается стабильность структурь. и пластические свойства, ударно-усталостной и эксплуатационной poëãoâe÷íocTN, Плавки чугуна проводят в индукционных печах. Перегрев распл-ва при плавке

1450 — 1480 С. В качестве шихтовых материалов используют литейные чугуны. чугунный лом, отходы электротехнической стали, стальную стружку, возврат собственного производства, карбюризатор (кокс пекоВый), карбонитриды хрома, никель, феррохром, ферросиликоцирконий с марганцем

ФСЦСМр40, ферромарганец, ферросилиций, силикобарий, силикокальций, лигатуры типа ККМКБа, азот. Содержание магния в лигатурах 6 — 9 мас. j, бария 4,8 — 9,3 мас., церия ",5 — 6 мас,,4. Лигатуру дробят до

4)ракции 4 — 20 м ",. МикролеГированив карбонитридами хрома, ферросиликоцирконием с марганцем и ферромарганцем производят в плавильной печи. Модифицирование чугуна сфероидизирующими лигатурами, силикобарием, силикокальцием и ферросилицием проводят В литейных ковшах. ЛВ модифицированных чугунов отливают детали металлорежущих станков, износостойкие отливки, технологические пробы и образцы для испытаний.

В табл. 1 приведены химические соста-Вы Высокопрочных чугунов опытных плавок, Определение содерх(ания компонентов в чугунах проведено методами дифференцированного химического анализа, Ударную

Вязкость определяют на образцах

10-,10х55 мм с У-образным надрезом.

В табл, 2 приведены данные о механичеcKNx свойствах и характеристке структуры чугунов опытных плавок в отливках, Механические испытания проводят стандартными метОдами, а анализ структуры чуГучов по

ГОСТУ, Эксплуатационную надежность определяют на испытательных стендах сухого трения в паре с синтеграном.

Как следует из табл, 1 и 2, дополнительHый ввод в состав предлагаемого чугуна циркония, а также азота, хрома в виде карЙонитридов хрома позволяет повысить износостойкость, прочность и тВеодость НВ.

1700086

Формула изобретения

0,06-0,41

0,003 — 0,01

0,05 — 0,3

Остальное

Таблица 1

П р и м е ч а н и е . В чугуне состава 1 дополнительно содержится 0,20 мас,$ хрома и 0,02$ азота. Таблица 2

Составитель И.Косторной

Редактор Н.Бобкова Техред M. Моргентал Корректор A. Осауленко

Заказ 4445 Тираж ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Чугун, содержащий углерод. кремний, марганец, никель, алюминий, кальций, церий, магний, барий и железо, о т л и ч а ю- 5 шийся тем, что, с целью повышения износостойкости, предела прочности при растяжении и твердости, он дополнительно содержит цирконий и карбонитриды хрома при следующем соотношении компонентов, 10 мас. ф:

Углерод 3,4-3,8

Кремний

Марганец

Никель

Алюминий

Кальций

Церий

Магний

Карбонитриды хрома

Барий

Цирконий

Железо

1.5 — 2,0

0,5-2,2

0,06 — 0,35

0,О8 — 0,26

0.003 — 0,02

0,015 — 0,05

0,03-0,07