Лигатура для чугуна

(51)5 С 22 С 35/00 жабо.т 11-15 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Всесоюзный заочный политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР У 711145, кл. С 22 С 35/00, 1980.Авторское свидетельство СССР Ьф 960294, кл. С 22 С 35/00, 1982, (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА(57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для микролегирования и модифициИзобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для микролегирования и модифицирования износостойких чугунов.Цель изобретения - повышение износостойкости чугуна.Лигатура для чугуна, содержащая медь, алюминий, Фосфор, углерод и железо, дополнительно содержит бориды Ннобия, лантан, карбонитриды хрома й теллур при следующем соотношении компонентов, мас,Х:Медь 12-15Алюминий 6-8Фосфор 5-8Бориды ниобия 22-27Теллур 2-7Лантан 8-12Карбонитриды.801656004 А 1 рования износостойких чугунов, работающих в условиях сухого трения,Цель изобретения - повышение износостойкости чугунов. Лигатура содержит, мас,7.: медь 12-15; алюминий 6-8;фосфор 5-8; бориды ниобия 22-27; лантан 8- 12; карбонитриды хрома 11-15;теллур 2-7; углерод 0,5-1,0 и железоостальное. Дополнительный ввод в сос -тав лигатуры боридов ниобия, лантана,карбонитридов хрома и теллура в1,40-1,85 раз снижает уровень износачугуна в условиях сухого трения засчет комплексного модифицирующего имикролегирующего действия укаэанныхкомпонентов. 1 табл. Углерод 0,5-1, ЮЖелезо ОстальноеиДополнительное введение в состав лигатурц харбонитриаов хромаобеспечивает повышение стабильнос(Лти изотропной структуры чугуна, твер- О дости и прочности чугуна, что способ- С) ствует увеличению эксплуатационных С) свойств и износостойкости при сухом фЬ, трении. Микролегирующий эффект карбонитридов хрома при их содержании до 11 мас.7. недостаточен, не обеспечивается получение изотропной структуры и повышение твердости, износостойкости и Фрикционных свойств чу- ай. гуна, а при концентрации их более 15 мас.7 увеличивается содержание неметаллических включений по границам зерен, снижаются механические и фрик-ционные свойства.Теллур отбеливает и измельчает структуру и повышает содержание перлита, твердость, прочность, фрикционную теплостойкость и дру 1 гие Фрикционные свойства, но присодержании более 7 мас.7 увеличивается отбел чугуна, что снижает ударную вязкость, износостой,кость, а при содержании теллура в ли гатуре до 2 мас,7. его влияние на прочность, твердость и фрикционные свойства несущественно.Лантан модифицирует структуру чугуна, повышает твердость чугуна, При концентрации лантана до 8 мас.7. мо- дифицирую 1 щ 1 Й эффект лигатуры, твердость и фрикционные свойства чугуна низкие, а при увеличении концентрации лантана более 12 мас.% повышаются хрупкость и содержание неметаллических включений в структуре и снижаются пластические и фрикционные свойствачугуна.Введение боридов ниобия обусловле но повышением устойчивости структуры и износостойкости вследствие образования в чугуне карбоборидов с более ,мелкой, твердой и износостойкой эвтектккой, чем фосфидная, отмечаемая при содержании их в лигатуре менее 22 мас. . При концентрации бсридов нкобия более 27 мас,.7. бориды ниобия располагаются преимущественно по границам зерен, что снижает тре 1 щ 1 ностой 3 кость Фрикционные и эксплуатационные свойства.Медь в составе лигатуры обеспечивает измельчение структуры микролегированного чугуна, стабилизацию и сфе- .роидизапию перлита металлической основы, способствует повышению твердости износостойкости и контактной зыносли Ности, а также предела прочности при растяжепии, При концентрации меди до 12 мас./ твердость, контактная выносливость, задиростойкость, фрикционные свойства и предел прочности чугуна при растяжении недостаточны, а прн конценрации меди более 15 мас,Е ухудшают 0ся технологические свойства, увен: - чивается ликвация, снижаются предел выносливости, износостойкость, коэффициент трения и Однородность структуры дСодержание алюминия в составелигатуры принимается 6-8 мас,ь что способствует уменьшению его графитизиру.1 щедй способности на м.,:.крол дгированный чугун и повышению фрикционных.и механических свойств, Нижний пределсодержания алюминия (6 мас.7) ограничивается повышением отбела, снижениемконтактной выносливости и коэффициента трения нри более низких его содержаниях, а при увеличении концентрации алюминия более 8 мас.снижается усвоение компонентов лигатуры,твердость, фрикционная теплостойкость и увеличивается содержаниепластинчатого перлита в структуречугуна.Углерод в составе лигатуры оказывает графитизирующее влияние, снижает твердость и сопротивляемость задиру и износу, поэтому его содержание принято 0,5-1,0 мас. д. При увеличении содержания углерода более1,0 мас.7. снижаются твердость, эксплуатационная стойкость и износостойкость при сухом трении.фосфор в составе лигатуры обеспечивает повышение степени перлитизации, твердости, износостойкостии коэффициента трения, При концентрации фосфора до 5 мас.7 увеличениекоэффициента трения твердости и износостойкости недостаточно, а приконцентрации фосфора более 8 мас. .снижаются однородность структуры,увеличиваются отбел, количество усадочных раковин и снижается фрикционная износостойкость.3П р и м е р. Для выплавки лигатуры используют следующие шихтовые материалы: медь марки М 1 (ГОСТ 895-78)фракции 3 - 250 мм; Феррофосфор ФФ(ТУ 5-29-79) фракции 0,5-3,5 мм; изГмельченные до Фракции 0,1-3 мм карбон;"триды хрома ФХЯООН; металлический теллур Те 1 фракции О, 1 в , 3 мм;Горид 1 ниобия в порошковом видеНбБЗОЕ; металлический лантан ЛаЭ(ГОСТ 295-79), измельченный до фракции 0,5-5 мм.,ля выплавки оптимального состава 3 предложенной лигатуры используют 24 кг меди М 1; 13,5 кг алюминияАчО". 12 д 2 кг Феррофосфора Фф; 38,2 кгборидов ниобия; 18,6 кг карбонитридовхрома;, 17,4 кг металлического лантанаГНЗи 10,1 кг теллура Те 1,Опытные плавки чугуна проведены вд говдых электропечах с перегревомрасплава до 1470-1:80 С.Содержание коипонентов, иас .7 Лигатура арбоитридыроиа Медь гле- Теллур Лантан Железо Изно осфор Боридыниоби ний в условияхсухоготрения,иг 7 си 1 г 3 4 5 6 (известный) ф 5 11 О б 5 Остальное б 8 12 , О,15 1,12 у 2 41 1,2 ,1 7,3 12,2 7 9,О Составитель С. ДержневТехред Л, Сердюкова ректор М.Демчик дактор азоренк Заказ 2031ВНИИПИ Госуд Тираж 389 венного комитета по иэоб 113035, Москва, Ж, Ра Подписноем и открытиямнаб., д. 4/5 ри ГКН тен ска оизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,10 5 165Лигатуру выплавляют в индукционной печи с кварцитовым тиглем емкостью 30 кг. Плавку проводят в следующей последовательности. Сначала под слоем древесного угля расплавляют медь М 1 (ГОСТ 859-781), раскисляют ее феррофосфором при 1250-1270 С, После этого вводят бориды ниобия и, выдержав в течение 2-4 мин, вводят расчетное количество фосфора, карбонитридов хрома ФХ 800 Н, алюминий и перемешивали расплав. После растворения их присаживают при 1 150-1200 С плавиковый шпат (8,27 от массы расплава) и за 3-5 мин до разливки при непрерывном перемешивании вводят лантан и теллур.оРасплав лигатуры при 1220-1230 С разливают по формам.В таблице приведены составы выплавленных лигатур и результаты их испытаний.Лигатуру испытывают при микролегировании фрикционного чугуна, содержа-. щего, мас.7; углерод 2,3-2,32; кремний 0,9-1,0; марганец 1,7; фосфор до 0,06; никель 0,27; хром 0,55-0,57 и железо - остальное. Лигатуру вводят в ковш емкостью 2 т при выпуске чугуна из электропечи в количестве 6004 60,77 от массы расплава при 1430 о1450 С. Износ определен по известнойметодике,Как видно из таблицы, использование предложенной лигатуры для микролегирования износостойкого чугуна обеспечивает повышение износостойкости чугуна,Формула изобретения Лигатура для чугуна, содержащаямедь, алюминий, фосфор, углерод ижелезо, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью повышения износостойкости чугуна, она дополнительно содержит бориды ниобия, лантан, карбонитриды хрома и теллур при следующемсоотношении компонентов, мас.Е:Медь 12-15Алюминий 6-8фосфор 5-8 25 Бориды ниобия 22-27Лантан 8-12Кар бонитридыхромаТеллур30 УглеродЖелезо