Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 19) (11) 1)4 С 22 СЗ ЗОБ ТЕН ЛЬСТ при производс изобретения - ности при рас а также сниже ния. Новыи чугун со3.,6; Бд 2,1-3,0,5; А 1 0,02 - 0Нд 0,02-0,05;0,07; Тз. 0,02 Ва 0,03-0,1 ительный ввод вСв обеспечил п1,63 раза, НВтакже снизил к2,9-4,8 раза.,12 0,0 лн иотносится к металть использовано до 0 ся к металлурработке соста- гидроаппаратуодерлаграничен понентов остава о ых пределов в чугуне пр условлЕн сл Выбо жания кюгаемог имстаб егодостиостэксп тале меди лять эк ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИН АВТОРСКОМУ СВИ(7 1) Гомельский литейный завод "Цен11ролит(57) Изобретениелургии и может бы Изобретение относ гии, в частности к р ва чугуна для детале ры,Цель изобретения - повышение предела прочности при растяжении и твер дости, а также снижение коэффициента трения,едь при содержании 0,05-0,3 мас.Я илизирует перлит, увеличивает сфероидизацию, повышает тверь и износостойкость, их стабильь в процессе эксплуатации и луатационную стойкость литых пей, При увеличении концентрации более 0,3 мас.% начинает проявся ее ликвация, снижается фактор ) графита, а при концентрации ве гидропанелей, 1повышение пределаяжении и твердостиие коэффициента трдержит, мас.%: С 31, 1 п 0,3 - 1,1; Сг,06; М 8 0,03-0,07;Се 0,055-0,12; Са0,11, Сп 0,05-0,3;Ре остальное, Допосостав чугуна Ваовышение Ь в 1,5в 1,55-1,62 раза,оэффициент трения2 табл05 мас./. снижается твердость и износостойкость отливок в отливках преобладает пластинчатый перлит с дисперсностью Пд 1,0 - Пд,4,Введение титана в количество 0,02-0, 11 мас.7. измельчает структуру перлита, повышает твердость, износостойкость, гидроплотность и экс-плуатационную долговечность. При концентрации титана до 0,02 мас.% износостойкость, гидроплатность, эксплуатационная долговечность недостаточны, а при концентрации титана более 0,11 мас,% увеличивается коэффициент трения, снижается фактор формы графита и эксплуатационная долговечность.Дополнительно введение бария в количестве 0,03-0,1 мас.% измельчает структуру чугуна в отливках, повышает гидроплотность отливок, фактор формы графита и обеспечивает повышение изноСостойкости и сплуатацион 1475964ной долговечности, При концентрацииего до 0,03 мас.Х дисперсность истабильность структуры и твердостинедостаточны, а при концентрации, бария более 0,1 мас,Х снижается гид-.5роплотность и эксплуатационная долговечность,Введение кальция способствуеточистке границ зерен и сфероидизацииграфитаПри концентрации кальциядо 0,03 мас,Х снижается дисперсностьграфита, механические и эксплуатационные свойства, При концентрациикальция более 0,07 мас,Х снижаетсястабильность структуры и свойств,уменьшаются характеристики гидроплотности и долговечности.Никель в количестве О, 02-0, 05 мас, Хкак эффективная добавка упрочняет ме 20таллическую основу и не снижает вязкость чугуна, снижает порог хладноломкости и .снижает склонность чугуна к образованию трещин, повышаетгидроплотность и эксплуатационнуюдолговечность, При концентрации никеля менее 0,02 мас.Х его влияние незначительно, Повышение его концентрации более 0,05 мас,Х снижает Фактор Формы графита и эксплуатационную30долговечность,Содержание углерода и кремнияв предлагаемом чугуне выбрано с учетом практики производства гидроплотных отливок с повышенными значениемизносостойкости, твердости, При увеличении их концентрации выше верхних пределов стабильность структурыи ударной вязкости и характеристикиупругопластических свойств снижаются, а при уменьшении концентрации 40менее нижних пределов снижается жидкотекучесть, выделяется эвтектический цементит, повышается отбел, чтоприводит к снижению трещиностойкости .и пластических свойств. 45 Алюминий в количестве 0,020,06 мас.Х оказывает раскисляющее и стабилизирующее влияние, способствуя уменьшению содержания неметал лических включений и повьппению гидроплотности, твердости и иэносостойкости, При концентрации алюминия до 0,02 мас.Х раскисляющее и стабилизирующее его влияние недостаточное, 55 а при концентрации алюминия более 0,06 мас.Х снижается твердость отливок и относительная износостойкость. Содержание основных модифицирующих компонентов (магния 0,02- 0,07 мас,и церия 0,055-0,12 мас,Х) обеспечивает дегазацию. расплавов и сфероидизацию графита и перлита и повышение прочностных и упругопластических свойствСера увеличивает отбел, снижает ударно-усталостную долговечность, поэтому она исключена из. состава чугуна.Содержание марганца повышено до 0,3-1,1 мас,Х, хрома до 0,12- 0,5 мас,Х и ограничено пределами концентраций, ниже которых не достигается высокой сфероидизацией пер- . лита и существенного повышения износостойкости, а вьше верхнего предела увеличивается содержание цементита и отбел, снижается стабильность структуры и пластические свойства.Опытные плавки высокопрочных чу гунов проведены в индукционных печах емкостью 10 т, Перегрев расплава при плавке 1480-1510 С. В качестве шихтовых материалов используют литейные и передельные чугуны, отходы электротехнической стали, стальную стружку, возврат собственного производства, карбюризатор (кокс пековый), ферротитан, никель, феррохром, Фер ромарганец, ферросилиций, силикобарий, силикокальций, медь, лигатуры типа ЖКМК, ФСЗОРЗМ, ЖКМКБа, Содержание магния в лигатурах 6-9 Х, бария 4,8-9,3 Х, церия 3,5-6 Х. Лигатуру дробили до Фракции 4-20 мм.Модифицирование чугуна РЗМ-содержащими лигатурами производят в плавильной печи, Рафинирование расплава плавиковым шпатом и модифицирование чугуна сфероидизирующими лигатурами, силикобарием, медью и ферросилицием проводят в литейныхковшах.Из модифицированных чугунов отливают детали гидропанелей,технологические пробы и образцы для испытаний.В табл. 1 приведены химические составы высокопрочных чугунов опытных плавок.Определение содержания компонентов в чугунах проведены методами дифференцированного химического анализа.В.табл. 2 приведены данные о механических свойствах и характеристи5 147 ки структуры чугунов опытных плавок в отливках.Механические испытания проводились стандартными методами, а анализ, структуры чугунов по известной методике.Дополнительный ввод меди и бария. в состав чугуна, а так же изменение в нем содержания Мп, Се, Т 1 и Сг обеспечивает повышение Ьь в 1,56- 1,63 раза Нв в 1,55-1,62 раза, а также снизить коэффициент трения в 2,9-4,8 раза. 5964 6тем, что, с целью повышения предела прочности при растяжении и твердости, и также снижения коэффициента трения, он дополнительно содержит .медь и барий при следующем соотношении компонентов, мас:М:Углерод 3,1-3,6Кремний 2,1-3,1Марганец 0,3"1,1Хром О, 12-0,5Алюминий 0,02-0,06 Магний . 0,03-0,07 Никель 0,02-0,05 Церий 0,055-0,12 Кальций 0,03-0,07 Титан 0,02-0,11 Медь 0,05-0,3 Барий 0,03-0,1 Железо Остальное 10 Формула изобретенияЧугун, содержаший углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, магний, никель, церий, кальций, титан, и железо, о т л и ч а ю щ и й с я Таблица 1 Содержание компонентов, мас.М Чугун(известный) (предлагаемый) чугун Углерод Кремнии 3,10,30,030,050,0550,030,020,020,120,030,02ое Остальное б л и Твердост отливок НВСниженкоэффи факторформыграфита ременное опротивение, МП уг нта треия (этаон (ВЧ) ИзвестныйПредлагаемый 451 15 12 08 23235 241 37 243 0,87 0,92 0,96 МарганецМагнийМедьЦери.йБарийАлюминийТитанХромКальцийНикель.Железо 3,2 2,7 0,3 0,04 0,01 0,08 0,06 0,02 0,02 0,015 Остал 3,4 2,5 0,75 0,05 0,2 0,08 0,07 0,04 0,06 0,27 0,05 0,035 Остальн 3,63,21,10,070,30,120,10,060,110,50,070,05е Остальное