Высокопрочный чугун

прочности, ударной вязкости и износостойкости.Введение каждого из укаэанных ингредиентов меньше нижнего пределапрактически не оказывает влияния насвойства чугуна а более верхнегопредела вводить не рекомендуется,так как никель свыше 1,57 влияет награфитизацию, а медь более 2,07. снижает прочность иэ-за выделения ее всвободном состоянии в виде локальныхобъемов,Молибден в количестве 0,05-0,57.повышает статическую и динамическуюпрочность и твердость в широком интервале температур 500-800 С, модульупругости и изнОсостойкость,Молибден менее 0,057. не оказываеткакого-либо заметного нлияния на изменение структуры, а более 0,57 снижает пластичность, увеличивает твердость и не обеспечивает оптимальнуюструктуру и,как следствие, служебныехарактеристики полученных деталей,такие как надежность и долговечность.Легирование чугуна ванадием способствует образованию мелкодисперсныхнитридов и карбидов, влияющих на формирование исходной однородной структуры, Являясь центрами кристаллизации, они не только замедляют рост металлической основы, но и одновременно способствуют замедлению движениядислокаций в области высоких темпе 35ратур. Это ведет к увеличению значений прочностных и упругих характеристик в интервале температур, равном500-800 С, а в итоге к росту износостойкости.40Ванадий н количестве,. меньшем нижнего предела, практически не влияетна свойства чугуна, а н количестве,большем верхнего предела, способствует повышению твердости и вызывает45охрупчивание.Магний и церий вводят н качестве,модифицирующих элементов для сфероидизации графита с целью получениявысоких физико-механических свойств,таких как прочность на изгиб, усталостная прочность и твердость.По мере уменьшения остаточногосодержания этих элементов менее нижнего предела каждого или увеличениявыше верхнего предела снижается коли. 55честно включения графита шаровидной3Формы и растет количество включенийграфита пластинчатой Формы. В итоге чугун получается с одной стороны не-домодифицированным, а с другой - перемодифицированным,Экспериментально установлено, чтонеодим, празеодим и эрбий, кроме общеизвестного модифицирующего действия, приводят к значительному обессериванию, образуя при этом неметаллические включения округлой формы,которые распределяются в металлическойоснове, имея размер не более одного микрона. Усиливая процесс модифицирования, они позволяют уменьшать содержание магния и иттрия в составе чугуна.Введение неодима, празеодима и эрбия меньше нижнего предела, каждогон отдельности, не оказывает какоголибо влияния на свойства расплава, авыше верхнего предела способствуетобразованию интерметаллидной фазы,что отрицательно сказывается на фор 1миронании включений графита шаровидной формы.Комплексное модифициронание магнием, церием, неодимом, празеодимоми эрбием позволяет получить у чугунавысокие эксплуатационные характеристики после термической обработки, Засчет повышения статической и динамической прочности, вязкости, модуляупругости, а в итоге износостойкостицилиндро-поршневой группы двигателявнутреннего сгорания, улучшается работоспособность двигателя и, какследствие, увеличивается в 2-3 разаходимость автомобилей.Чугун выплавляют в индукционнойпечи ИСТб с кислой футеровкой. Врасплав чугуна при температуре 14701490 С вводят легирующие элементы,как н чистом виде, так и в виде ферросплавов. В частности, медь и никель в чистом виде, молибден, ванадий в виде ферросплавов, а магний иРЗМ в виде модифицирующих лигатур,Перед разливкой чугун перегреваютдо 1520 ОС. Магний, церий и иттрий ввиде лигатур вводят в ковш. Заливкув земляные разовые стопочные формыпроизводят при 1400-1450 С. Химические составы чугуна приведены и табл.1,Из чугуна изготавливают отливки поршневых колец, которые затем подвергают термической обработке по следующему режиму: нагрев до 900-950 С, выдержка 1,0-1,5 ч, закалка в солянойванне при 320-350 С, выдержка 3-5 ч,далее охлаждение на воздухе.0,006 О,ОО 0,008 О,О 2 О,ООЭ 0,006 Ог 005 0,007 0,001О, ООЭ0,002О 005 ее ее н Т а б л,н Н а 2 64 е КГС/ММ , Прмтемпературе С фнэнко-меканнческие свойства после термообработкн Чугун 6.,е Ударная 2 кгс/мм вяэкост кгсм/см,О ,О 3 Составитель Н.Косторныйедактор С.Патрушева Техред МеДидык Корректор ЭеЛончакова Тираж 482 омитета по осква, ЖПод Заказ 1831 ВНИИПИ Государс писноекрытиям при ГКНТ ССС обретениям и Раушская наб. нного3035,Гагарина, 10 1оиэводственно-издательский комбинат Патент , г.Ужго 5 157Результаты испытаний физико-механических свойств приведены в табл.2,Как следует из табл.2, дополнительный ввод в состав предложенного чугуна неодима, праэеодима и эрбия обеспечил повышение предела прочнос-, ти Ъ в 1,28-1,49 раза, износостойкости в 2-6 раз. Формула изобретения Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, никель, молибден, ванадий, магний, церий и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения прочности при растяжении в интеровале температур 500-800 С, улучшения 6590 6износостойкости, он дополнительно содержит неодим, празеодим и зрбий при следующем соотношении компонентов, мас./.:Углерод 3,4 - 4,0 Кремний 2,5 - 3,5 Марганец Ок 05 Ок 3 Хром 0,01 - 0,3 Медь 0,3 - 2,0 Никель 0;15 - 1,5 Молибден 0,05 - 0,5 Ванадий О,1 - 0,5 Магний 0,02 - 0,05 Церий 0,01 - 0,03 Неодим 0,006 - 0,012 Праэеодим 0,003 - 0,007 Эрбий 0,001 - 0,003 Железо Остальное