Высокопрочный чугун

(51)5 С 22 С 37/ ЕТЕНИЯ Изии лу 3 таразуюой осно- иттрий етение относи ом л к вов чугпановЦелкостой сно ак э т кар ри ер- лоичест опр м иэнардостьй ос, новы. щ услбвием того, необходим ижения поставлен емом изобретении Кром для дос предлаг соблюде ой целиявляется итообраие соотношения г омпонентов к кар щих идообраэ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Саратовский институт механиэации сельского хозяйства им.М.И,Калинина и Московский институт нефтии газа им, И.М.Губкина(56) Патент ФРГ Ф 2428822,кл, С 22 С 37/04, 1982.Авторское свидетельство СССР9 639958, кл. С 22 С 37/10, 1978,астности к разработкена для производства. сезомотокомпрессоров. изобретения - повышен сти и снижение износа ударных нагрузках.Выбор граничных пределов сожания компонентов в чугуне преженного состава обусловлен след В результате модифицирования чугуна иттрием происходит очищение чугуна от поверхностно-активных элементов: кислорода, азота, серы. В результате очищения межкристаллические связи между зернами металлической основы усиливаются, за счет чистоты границ зерен, измельчаются зерна металлической основы, а графитавые вклк 1 че- ния принимают шаровидную форму.т(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано пр производстве седел гаэомотокомпрессоров. Цель изобретения - повышение термостойкости и снижение износа при ударных нагрузках. Новый чугун содержит, мас.7: С 3,2-3,8; Бд 2,2- 2,9; Мп 0,6-1,0; Сг 0,2-0,4; Сп 0,4 0,8, Мо 0,18-0,5; Те 0,04-0,25 и Ре остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Мо и 11 позволилповысить термостойкость в 1,4-2 раза и снизить износ в 2,2-3,1 раза.1 з.п.ф-лы, 2 табл,Взаимодействуя с карбиди компонентами металлич вы чугуна хромом и молибденповышает гомогенность перлитаной структурной составляющей,счет упрочнения феррита, такбида хрома и молибдена. Наличчугуне иттрия в указанных колулучшает структуру, повышаеттивление при ударно-усталостишивании и термостойкость, предпрочности при растяжении, твеи микротвердость металлическоЕСг+Мо+7Необходимостью соблюдения .этого соотношения диктуется тем, что при5 соотношении указанных компонентов менее 7,2 в металлической основе вы - деляется структурно-свободный цементит и это ведет к образованию центров зарождения и. распространения тре щин при циклической ударно-усталостной и термической нагрузке, а превы, шение соотношения более 8,1 ведет к ферритизации металлической основы, ее неоднородности и образованию графита пластической Формы, что также сказывается на изнашивании при ударе и термостойкости. Таким образом, данный состав компонентов и соотношение графитообразующих компонентовк карбидообразующимЕС+ Бх7,2 8,1придают предлагаемому чугуну новыесвойства,Оптимальная добавка иттрия нахо-.дится в пределах 0,04-0,25% и придальнейшем увеличении ее количествапроисходит перемодифицирование чугуна, ухудшается форма графитовыхвключений, в металлической основе появляются включения структурно-свободного цементита, что ведет к резкому увеличению о"раэования трещин икак следствие отрица."пьно сказывается на свойствах, указанных в целиизобретения. Содержание иттрия менее 0,04% не обеспечивает процесс40модифицирования и полученный чугунимеет пластинчатую форму графитовыхвключений и неоднородную по твер-:дости металлическую оспову, что приводит к снижению сопротивления при45ударно-усталостном изнашивании, термостойкости и других показателей,Содержание углерода, кремния имарганца в указанных количествах яв 50ляется оптимальным, При содержании указанных компонентов менее: углерода 3.,2%; кремния 2,2,%, марганца 0,67, по границам зерен металличе. ской основы чугуна выделяется струк"турно-свободный цементит, что приводит к резкому снижению сопротивления ударно-усталостному изнашива-.нию итермостойкости,Содержание указанных компонентов более: углеоода 3,8, кремния 2,9%;марганца 1,0%, приводит к ферритизации металлической основы, снижению твердости и сопротивленикизносу при ударно-усталостном изнашивании хром менее 0,27. и медь менее 0,4%, а также молибден менее0,18% приводят к появлению структурно-свободного Феррита, неоднородности металлической основы и, следовательно, снижает сопротивление приударно-усталостном изнашивании, асвыше указанных пределов: хром 0,4%;медь 087., молибден 0,50% - к появлению структурно-свободного цементита, образованию центров зарождения трещин и, следовательно, снижению термостойкости и механическойпрочности.Чугун плавят в индукционной тигельной печи (400 кг), марки ИСТ.1(аждая плавка выплавлялась отдельно на единых шихтовых материалах.Основные шихтовые материалы - литейные и передельные чугуны и Ферросплавы, Б качестве модиФикатора применялся иттрий металлический маркиИТИ, вводимый совместно с ферросилицием ФСв количестве 1% в разливочный ковш под струю металла.Для определения характеристик чугуна, согласно ГОСТ 7293-83 металлзаливак т в сырые песчано-глинистыеразовые формы отлитые образцы имеютлепесток25+2 мм.Химический анализ сплавов проводят в соответствии с ГОСТ 2604.77,Иеханические характеристики в образцах определяют в соответствии с ГОСТ-31497-84 на образцах диаметром 14 10 м,с расчетной длиной 0,7 10 1 м.Испытания термостойкости проводятна образцах с толшиной стенки 6 10 м,путем их нагрева в индукторе ТБЧ доо530 С с последующим охлаждением впроточной воде. Термостойкость оценивают по количеству термосмен допоявления первой трешины,Испытания образцов на сопротивление при ударно-усталостном изнашивании проводят на специальной установке, позволяющей Фиксировать количество механических ударов, на образцах, выполненных в виде цилиндрадиаметром 1 10 м, длиной 2 10Химические составы известного ипредложенного чугуна и уровни их. 1Мп Сн Хг Нанесения 3,52 2,42 0,66 0,6 0,12 0)42 - 0,05 0,20 0,004 0,04 0,005 8,10 0,15 0,004 7,56 о,г 5 о,оог 7,2 О Преллояенньй2 3,2 2,9 3,5 2,55 3,8 2,2 0,6 0,8 1,0 о,8 0,6 0,4 о,г о,5 0,3 0,35 0,4 0,18 Таблица 2 Структура (ГОСТ 3443-77) в 1 нПаИвнос Чугун Терностойкрсть количестао тер.Но лриудареяг 10 афит еталлическая основалов ИзвестныйПредлоаенныр1 30 67 ГФ 12,13 ПВ 20 101 00 Вэ 7 О 74 743 755 770 63 304 65 322 70 341 ГФ 12 13 1 г 92 ЭР 2 ГФ 12,13 П 96,3 р 3 гР 12,13 П 98 ставитель Н. КосторнТехред Л.Сердюкова ектор Л,Патай Редактор И, Сеглян Тираж 484 дарственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, РаушсП Заказ 19 ВНИИПИ Г писное рытиям при ГКНТ СССР 4/5 иям я наб. ул. Гагарин Производственно-издательский комбинат "Патент г 5 1свойств приведены в табл,1 и 2,Какследует из табл,2, дополнительньп 1ввод в состав чугуна молибдена и иттрия позволяет повысить по сравнению с известным чугуном термостойкость в 1,46-2 раза и снизить износв 2,2-3,1 раза. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения термостойкости и снижения износа при ударных нагрузках, он дополни 539230 6тельно содержит молибден и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.7:Углерод 3,2-3,8 Кремний 2,2-2,9 Марганец 0,6-1,0 Хром 0,2-0,4 Медь 0,4-0,8 1 О Молибден 0,18-0,5Иттрий 0,04-0,25 Железо Остальное, 2. Чугун по п. 1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что отношение суммар ного содержания углерода и кремния ксуммарному содержанию хрома, молибдена и иттрия составляет 7,2:8,1 . Таблицамас.гР Сг Мо РЗМ Т 8