Чугун

(191 37 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ПЬСТ ВТОРСНОМУ С полученных методом центробежноголитья, Цель изобретения - стабилизация твердости по сечению заготовокгильз, исключение торцового отбела,Предлагаемый чугун содержит, мас.7,:углерод 3,1-3,5; кремний 1,8-2,5;марганец 0,5-0, 9; хром О, 2-0, 5; никель 0,15-0,5; медь 0,2-0,5; ванадий 0,05-0,2; титан 0,03-0,1; Фосфор0,2-0,6; РЗМ 0,005-0,02; магний0,005-0,02; висмут 0,003-0,01; железо - остальное. Использованиепредлагаемого чугуна позволяет резкоснизить перепад твердостей на наружных и внутренних поверхностях гильз,получить более однородные размерьвключений грайита и исключить то СССР 1983 1й рцо- Ж именно к сосвый отбел гильз при центробежномлитье в металлические Формы, 2 табл. лож енный чугун с емний, марганец,в, Пррод,ик ель,РВМ ер леме нас ит угле едь, ванадий, титан хром Фосф смт и желемагнииследуюшем со ас.Х: ошении к ентов, мУглеро Кремни Марган ХромНик ельМедьВанадийТитанФосфор еск гний ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к литейному производству, атавам высокоуглеродистых сплавовжелеза, и может быть использованопри изготовлении гильз двигателей,Изобретение относится к литеиному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может бьггь использовано при изготовлении заготовок, гильз двигателей, полученных методом центробежного литья, к которыми предъявляются повьппенные требования по качеству, стабильности микроструктуры.Целью изобретения является стабилизация твердости по сечению заготовок гильз и исключение торцового отбела,При центробежном способе литья заготовок гильз в постоянные металлич ие формы оптимизированы пределы содержания основных и легирующих 3,1-3,5 1,8-2,5 0,5-0,9 0,2-0,5 0,15-0, 5 0,2-0,5 0,05-0,20 0,03-0,10 0,2-0,6 0,005-0,02 0,005-0,0250 Висмут 09 ООЗ-ОЭ 01Железо ОстальноеКак показали экспериментальные исследования концентрационные пре5 делы углерода (3,1-3,5 мас.7) и кремния (1,8-2,5 мас.%) при наличии эАфективного граАитизирующега модийициравания РЗМ 0,005-0,02 мас.%) и при оптимальном содержании карбидастабилизирующих. элементов. марганца (0,5-0,9 мас.%), хрома (0,2-0,5 мас.%) и ванадия (0,05-0,2 мас.%) обеспечивают получение равномерно распределенных включений граАита. Дополни тельный ввод магния (0,005-0,02 мас.7) и висмута (0,003-0,01 мас,%) позволяет резко снизить структурную неоднородность по длине, а главное р -. диальцой толщине гильз. Включения 20 граАита и эвтектическая ячейка измельчаются, При этом существенно улучшается распределение и строение фосфиднай эвтектики, В совокупности , с повьппеннай скоростью охлаждении 25 ввод в сумме магния, висмута и РЗМ позволяет получить онтимальную антиФрикционную структуру гильз при концентрации фосАора 0,2-0,6 мас,% и ванадия (0,05-0,2 мас.7.), что сггижа" ет также, затраты на легиравание, Механизм такого воздействия от дополнительного ввода магния и висмута связан с их сильным влиянием на процесс кристаллизации эвтектгпси в чугуне.Магний в небольших количествах (до 0,02 мас 7,) за счет создания дополнительных центров кристаллизации снимает переохлаждение. Висмут в концентрациях 0,003-0,01 мас,% 40увеличивает переохлаждение. Их совместный. ввод, особенно в присутствии РЗМ, позволяет не только иск,гпочить крамочный отбел, но и измегьчить структуру, сделать ее более однородной. В отличие от кальция ввод магния в жидкий чугун не вызываетзатруднений ввиду значительно лучшей растворимости в нем магния, чем кальция.Пределы содержания компонентовустановлены экспериментально, Нижние пределы по углероду (31 мас.%)и кремнию (1,8 мас.7) ограничены воз" можностью появления отбела, верхние (3,5 и 2,5 мас.% соответственно) из-за Аерритизации сплава. Оптимальная структура металлической матрицыобеспечивается следующими концентрациями,мас,%: марганец более 0,5,;храм более 0,2; никель 0,15; мець0,27 и ванадий 0,05, Превьппениеверхних пределов па марганцу, храму и ванадию мажет привести к торцовому отбелу при центробежном способе литья гильз, Выше 0,5 мас,% никеля и 0,5 мас,.% меди экономически не"целесообразна, 0,2-0,6 мас.% Аосфора обеспечивает требуемую гетерогенную структуру. Вьшге 0,6 мас.% Аосфора может привести к ликвации ФосФггдных включений при центробежномспособе литья, ниже 0,2 мас.% Фосфора ухудшает их износостойкость .Титан в пределах 0,03-0,1 мас.%способствует измельченгпо графитныхвк,гпочений.Концентрации РЗМ, магния и висмута ниже нижних пределов не эффективны, более 0,02 мас.% ГЗМ и0,02 мас.% магния может привести кувеличению числа шлаковых дефектовв гильзах, более О, 01 мас, % в исмута вызывает рост атбела. Суммарноедействие РЗМ, магния и висмута в указанных пределах позволяет создатьбольшое число дополнительных центровкристаллизации, а за счет поверхностно-активнаго висмута значительно снизить энергетические затраты на зарождение эвтектики,П р и м е р. Испытанче трех составов предлагаемого состава чугунана нижнем, среднем и верхнем.пределах содержания компонентов атакже известного состава, выбранного в качестве прототипа, осуществлялось при центробежном литье гильзавой заготовки наружным и внутреннимдиаметрами 1 00 и 60 мм соответственна в металлические окрашенные Аормы.1Плавка чугугга осуществлялась в индукционной печи емкостью 60 кг, Вкачестве шихтовых материалов использовались литейные и передельные чугуны, стальной лом, Ферросплавы. крем"ния, марганца, хрома, ванадия, титана, Аасфара, Применялся гранулированньэ никель, катадная медь. Обра"батку магнием л РЗМ проводили в ковше с помощью лигатуры тяпа ФСМг 7 иФСЗОРЗМЗО совместно с металлическимвисмутом. Величины добавок вводилисьс расчетом усвоения 85-95% хрома,чигсля, меди, 70-85% ванадия, титана, Аосфара, 60-70% РЗМ и висмута,а также 15-55% магния.О, 005-0, 020,005-0,020О, 003-0, 010Остальное Таблица 1 Состав Солеркание компонеитове, иас,2 С Сг 1. 0,05 0,65 0,01 По прототипу 35 ге 1 Ое 8 Оэз 018 07 Ов 4 О,ОО 7 Предлагаемый 3118 015 Ов 2 ОЙ5 Оф 2 Оу 05 01 03 Оз 2 Оэ 005 Оь 005 01 003 з, з 2, г о, 7 о, 6 о, з 5 о, а о,Зэ 5 гф 5 Ов 9 Овз 0)5 Ое 5 012 Оз 07 Оа 35 0)0 Оэо Ов 007О 10 О 6 О 02 О 02 О 01 Еелезо " остальное Та блица 2 Торцовыйотбел,мм Твердость, НВ, на поверхностяхСостав наружная внутренняя наружная внутренняя По прототипу 250 180 210 255 Предлага- емый 0 150 90 90 229 255 0 120 249 255 120 90 235 249 5 1Химический состав подученных спла вов приведен в .табл, 1,Полученные заготовки подвергались структурному анализу, измерялась твердость на внутренней и наружной поверхностях, а также величина торцового отбела биссектрисы наружного угла. Полученные данные приведены в табл. 2.При использовании предлагаемого состава чугуна резко снижается перепад твердостей на наружных и внут" ренних поверхностях гильз, получаются более однородные размеры включений графита, исключается торцовый отбел гильз при центробежном литье в металлические Формы. Формула изоб рет енияЧугун, преимущественно для заготовок гильз двигателей, полученных методом центробежного литья, содержащий углерод кремний, марганец,5 В 0608 6хром, никель, медь, ванадий, титан, фосфор, редкоземельные металлы и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с Мелью стабилизации твердости по сечению заготовок гильз и искзпочения торцового отбела, он дополнительно содержит магний и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Углерод 3,1 -3,5 Кремний 1,С,5 Марганец 0,5-0,9 Хром 0,2-0,5 Никель 0,15-0, 50 Медь О, 2-0,5 Ванадий О, 05-0, 20 Титан О, 03-0,10 Фосфор 0,2-0,6 20 РедкоземельныеметаллыМагнийВисмутЖелезо аксимальный размер включений графита, мкм, на поверх- ностях