Лигатура

СОЮЗ СО 8 ЕТСКИСОЦИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 9228 19) (1.К ство ССС 00, 1982 етел к мвталлурплуатацион- овышения ни уте осится к металлур разработке легиру износостойких серетение отн частности к ги д ду ОСУДАРСТ 8 ЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯРИ П(НТ СССР(71) Всесоюзный заокий институт(57) Изобретение отгии. С целью повышеных свойств чугуна ющих присадок лярых чугунов.Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств чугуна.Выплавку чугунов производят в говых печах емкостью 1,5 т. Перегрев расплава - 1470-1480 С, Технологический процесс плавки включает операции загрузки чушковых чугунов, стального и чугунного лома, расплавления шихты при использовании полной мощности печ ного трансформатора, добавку неболь.- шими порциями сухого кварцевого песка в несколько приемов для наведения алака, чтобы к концу расплавления, иметь нормальный шлаковый покров, в количестве 3-4 от массы расплава, и другие операции, предусмотренные РТП МТ 20-2-76. Температура чугуна при вы" пуске из печи 1420-1450 С. Химический состав чугуна перед микролегированием механических свойств, относительнойизносостойкости коэффициента трениялигатура, содержащая медь, фосфор,алюминий, железо, дополнительно содержит молибденнитриды ванадия, магний и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.: медь 8-15,фосфор 22-32, алюминий 2-7, молибден10-15, нитриды ванадия 21-28, магний7-10, иттрий 2-6 и железо остальное.Эксплуатационная стойкость чугуна приприсадке 1,0-1, 13 лигатуры повышается в 1,38-1,8 раз, а твердость - на50-62 НВ. 2 табл. следующий, мас,3: углерод 3,2; кремний 1,8; марганец 0,7; Фосфор 006; никель 0,1-0,2; сера до 0,1; хром 0,17-0,18; железо - остальное. Заливку литейных Форм производят при 1360- 1380 С, афЛигатуру выплавляют в индукцион- (д ных печах с кварцитовым тиглем емкостью 150 кг. Плавку проводят мето- цр ; дом переплава меди М 1 (ГОСТ 859-78),ферромолибдена ФМо 1.(ГОСТ 4756"79), : последующего раскисления фосфором Фф (ЧИТУ 5-29-79). После выдержки расплава в течение 5-8 мин вводят расчетное количество Феррофосфора, алюминий АВ 91 (ГОСТ 295-79) и металлический ф иттрий Итт 2 (ТУ 48-4-191-72) . После рафинирования криолитом (0,3 от: масаеЬ сы расплава) присаживают нитриды вана" дия Вд 2 Н и магниевую лигатуру, содержащую, : магний 12; медь 11,5; молибден 1,7 и железо остальное, при температуре 1150/1160 С и через 3-5 минразливают для получения плиток толщиной 16-20 мм.Лигатуры вводят в ковш при выпуске чугуна из электропечи в струю расплава при заполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве 1 от массы заливаемого чугуна.Составы лигатур опытных плавок риведены в табл 1.1 ОИспытание механических свойств миколегированных чугунов проводят на стандартных цилиндрических образцах Ф 30 мм, а оценку коэффициента трения и Фрикционно-изностных свойств - на 15 кольцевых образцах на машине трения УИТМ в условиях установившегося ре,жима трения в соответствии с методикой по ГОСТ 23.210-80.В табл. 2 приведены данные о меха ницеских и эксплуатационных свойствах микролегированных чугунов. Предел прочности при растяжении чугуна без дополнительной обработки составлял 235 ИПа, твердость - 215-220 НВ, экс .плуатационная стойкость - 710 ч и стойкость к пробуксовке - 1880 2050 ИПа м/с. Стойкость к пробуксовке определяют на кольцевых литых образцах на испытательных стендах ИСФЗО при сухом трении.Эксплуатационная стойкость чугунов определена при испытании образцов в условиях сухого трения на инерционных испытательных стендах по схеме неподвижная колодка из асбоцементного материала - вращающийся цилиндр из исследуемого чугуна. Скорость вращения образцов 1,26-157 м/с, удельная нагрузка за цикл изменялась от 40 687 до . 6230 кПа. Удельная нагрузка и силы трения регистрировались при помощи тензометрического динамометра через усилитель УТи осциллограф Н. 45В качестве материала для неподвижнь 1 х колодок использовали материал 6 КХс железным суриком в кацестве основного напопнителя. Диаметр цилиндрических образцов из чугуна составял 60 мм,Дополнительное введение в состав лигатуры молибдена связано с его высокой микропегирующей и упрочняющеи способностью, повышение предела выносливости, твердости и износостойкости что обеспечивает увеличение экс 1плуатационной стойкости, При концентрации мслибдена в лигатуре до 10 мас,/твердость, износостойкость и эксплуатационная стойкость недостаточны, апри увеличении концентрации молибдена Ьолее 15 мас снижаются коэффициент трения, пластические свойства,стойкость к пробуксовке и эксплуатационные свойства,Нитриды ванадия повышают стабильность структуры, предел выносливостии коэффициент трения, стойкость кпроЬуксовке и эксплуатационную стойкость. При концентрации нитридов ванадия до 21 мас./ стойкость к пробуксовке и эксплуатационная стойкость недостаточны, а при концентрации более28 мас.4 нитриды ванадия выделяютсяпо границам зерен, что снижает предел выносливости, пластические свойства чугуна и эксплуатационную стойкость,Магний улучшает форму графита, механические и эксплуатационные свойства цугуна, Бго модифицирующий эффект начинает сказываться с концентрации в лига 1 уре 6 мас.у но при увеличении содержания магния в лигатуре более 10 мас,3 увеличивается отбел, снижаются коэффициент трения, стойкость к пробуксовке и эксплуатационные свойства . Иттрий усиливает модифицирующий эффект магния, но повышает коэффициент трения и эксплуатацирнные свойст ва, При концентрации иттрия до 2 мас.Ф Фрикционные свойства недостаточны, а при увеличении концентрации иттрия бо" лее 6 мас.г снижается предел выносливости и эксплуатационные свойства,Иедь раскисляет и модифицирует структуру чугуна, повышает предел выносливости и эксплуатационные свойства, которые при содержании меди до 8 мас. недостаточны. При увеличении концентрации меди более 15 мас,1 снижается коэффициент трения и Фрикционные свойства.Фосфор улучшает технологические свойства, оказывает перлитизирующее влияние на структуру чугуна, повышая твердость, коэффициент трения и эксплуатационную стойкость, При концентрации ФосФора до 22 мас, коэффициент трения и Фрикционные свойства недостаточны, а верхний предел концентрации Фосфора (32 мас.М оьоснован1539228 снижением стойкости к пробуксовке иэксплуатационной стойкости из.-за высокого отбела при более высоких концентрациях Фосфора в лигатуре,15 Таблица 1 Составы лигатур, мас./ Опыт ФосФор Нитриды Молиб- ванадия ден Медь Маг- Иттрий Алюминий Железо ний 12 6 Таблица 2 Эксплуатационная стойкость,Стойкостьк пробуксовке,МПа м/с Относит,ПовышеТвердость,НВ Лигатура Предел проч-, ности при растяжении МПа Коэффициенттрения износостойние предела выносливости,кость,Ка 1 (изв,) 265 230 1,25 0,192 575 270 2,61 о,йй 33 3 590 282 2, 78 О, Й 9 38 Ц 580 280 2,72 0,46 36 112115138-150 1 Ц 3-180 1 й 1-176 2150 2580 2810 2780 Составитель И. БекреневаТехред М.Ходанич . Корректор С, Оекмар Редактор Т, Лазоренко Заказ 192 Тираж 180 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. Й/5 Производственно-издательский комбинат ".Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 Алюминий снижает коэффициент трег ния и Фрикционные свойства при содержании в лигатуре более 7 мас. по-. этому его содержание снижено и огра ницено этой концентрацией. Графит снижает твердость изосостойкость и эксплуатационную стойкость, поэтому он исключен из состава предложенной лигатуры,Как видно из табл. 2 предложенная лигатура обеспечивает в сравнении с базовой лигатурой более высокую сопротивляемость задиру и Фрикционные свойства чугуна в отливках, 20 Формула изобретенияЛигатура, содержащая медь ФосФор, алюминий, железо, о т л и ц а юц а я .с я тем, цто, с целью улуцшения эксплуатационных свойств чугуна путем повышения механических свойств, относительной износостойкости и коэфФициента трения, она дополнительно содержит молибден, нитриды ванадия, магний и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:.Медь 8-15Фосфор 22 32Алюминий 2-7Молибден 10-15Нитриды ванадия 21"28Магний 7-10Иттрий 2-6Железо Остальное