Серый чугун

,16 8458 А 2 С 37/10 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ кий ии, вле- гих ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕВЬСТВ(71) Всесоюзный заочный политехничеинститут(56) Авторское свидетельство СССРМ 926057, кл. С 22 С 37/10, 1980.Авторское свидетельство СССРйг 121966, кл. С 22 С 37/08, 1984.(57) Изобретение относится к металлув частности к серым чугунам для изготния плунжерных пар гидропанелей и др Изобретение относится к металлургии, в частности к серым чугунам для изготовления плунжерных пар гидропанелей и других износостойких отливок,Цель изобретения - повышение износостойкости и герметичности чугуна,Серый чугун дополнительно содержит молибден, тантал, карбонитриды циркония и нитриды алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. :Углерод 2,7-3,6 Кремний 1,2-.1,9 Марганец 0,8-1,5 Никель 0,3-1,0 Хром 0,2-0,5 Медь 0,03-1,0 Молибден 0,02-0,6 Нитриды алюминия 0,05-0,1 износостоиких отливок, Целью изобретения является повышение иэносостойкости и герметичности. Серый чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, нитриды алюминия, кальций, карбонитриды циркония, тантал, магний и железо при следующем соотношении компонентов, мас.ф: углерод 2,7-3.6; кремний 1,2-1,9; марганец 0,8-1,5; никель 0,3-1; хром 0,2-0,5; медь 0,03-1; молибден 0.02-0,6; нитриды алюминия 0,05-0,1; кальций 0,05-0,1; карбонитриды циркония 0,06-0,12; тантал0,03-0,5; магний 0,01-0,06, железо - остальное. Использование предложенного чугуна для изготовления износостойких литых изделий обеспечивает повышение их надежности и долговечности. 2 табл. 00Кальций 0,05-0,1.ККарбонитриды циркония 0,06-0,12 Тантал 0,03-0,5Магний 0,01-0,06 Железо ОстальноеДополнительное введение молибдена а обусловлено упрочняющим и легирующим его влиянием на матрицу, повышением ее плотности, герметичности и износостойкости. При концентрации молибдена до 0,02 мас. его легирующее влияние и характеристики механических свойств и удельной герметичности недостаточны, При увеличении его концентрации более 0,6 мас.снижаются стабильность структуры, условный модуль упругости, демпфирующая способность и характеристики износостойкости, 166845810 износостойкости и механических свойств. 15Однако при концентрации нитридов алюми 25 30 55 Введение тантала обусловлено его положительным влиянием на антизадирные свойства и повышение механических свойств и удельной герметичности, Его влияние начинает сказываться с концентрации 0,03 мас.0 ь, но при увеличении содержания тантала более 0,5 мас,снижаются демпфирующая способность, пластические свойства, стабильность структуры и свойств.Введение нитридов алюминия, начиная с концентрации 0,05 мас оказывает эффективное модифицирующее влияние на структуру, ее дисперсность и стабильность ния в чугуне более 0,1 мас.0 повышается содержание неметаллических включений по границам зерен, что снижает удельную герметичность, условный модуль упругости и стабильность механических свойств. Использование в составе чугуна карбонитридов циркония обусловлено влиянием и на повышение монолитности матрицы, антизэдирных свойств, дисперсности структуры и износостойкости, поэтому они введены в предлагаемый чугун в количестве 0,06-0,12 мас,04. Верхний предел концентрации карбонитридов циркония ограничен содержанием в 0,12 мас., так как при повышении содержания карбонитридов циркония выше этого предела появляются неметаллические включения по границам зерен, что снижает удельную герметичность, условный модуль упругости и износостойкость чугуна. Содержание магния принято от 0,01 мас.,ь, когда отмечается повышение герметичности, условного модуля упругости и износостойкости пои трении с недостаточной смазкой, и ограничено концентрацией 0,06 мас.0 ь, с которой снижаются упруго-пластические свойства, стабильность структуры и характеристики износостойкости и эксплуатационных свойств.Содержание хрома 0,2-0,5 мас., никель 0,3-1,0 мас.,Д, меди 0,03-1,0 мас, обеспечивает легирование матрицы, повышение механических свойств, герметичности и износостойкости, но при увеличении концентрации этих пегирующих компонентов выше верхних пределов снижается стабильность структуры механических и эксплуатационных свойств. При концентрации их менее нижних пределов прочность, герметичность и износостойкость чугуна недостаточны,Кальций очищает границы зерен и повышает механические свойства и герметичность. Верхний предел концентрации кальция (0,1 мас.%) обусловлен его раство 40 5 г 1 римостью в металлической основе, а приснижении концентрации менее 0,05 мас.%снижается герметичность чугуна.Углерод и кремний вместе с марганцем(0,8-1,5 мас.0) обеспечивают получение однородной износостойкой структуры и их содержание и ринято с учетом, установившейся практики получения такихчугуно в,П р и м е р, Опытные плавки чугуновпроводят в открылгых индукционных печах,Металлический хром Х 98,5 ч, ферромолибден и гранулированный никель вводят вместе с литейными чугунами и металлоломомв щихту, а измельченнные брикеты карбонитридов циркония стружку тантала, нитриды алюминия и никельмагниевую лигатуру -непосредственно в ковш при выпуске в негорасплавленного металл . рафинированногокальцинированной содой.В табл,1 приведены химические составы чугунов,Температура заливки расплава в сухиелитейные формы "400-1450 С. Для испытаний получают литые заготовки плунжерныхпар и образца для физико-механических испытаний,Термическую стойкость определяют вусловиях термоциклировэния в интервале20-1000 С, Износостойкость при трении снедостаточной смазкой определяют при2давлении 120-125 кгс/см е условиях скольжения на стендах испыпгания плунжерныхпар. Герметичность определяют на специальных образцах с толщиной рабочей части3 мм, а механические свойства на образцахф 1 00 мм (ГОСТ 1497-85).В табл,2 приведены результаты механических и технологических испытаний серыхчугунов опытных плавок.Как видно из табл.2, предлагаемый серый чугун обладает более высокой удельнойгерметичностью и износостойкостью притрении с недостаточной смазкой, при загрязнении смазки абразивом, чем известный серый чугун.Использование предлагаемого серогочугуна для изготовления износостойких литых изделий обеспечивает повышение ихнадежности и долговечности.Формула изобретенияСерый чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, хром, никель, магний,кальций, медь и железо, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения износостойкости и герметичности, он дополнительно содержит молибден, тантал, карбонитридыциркония и нитоиды алюминия при следуюп. ем соотношении компонентов, мас.;:Углерод 2,7-3,61668458 Таблица 1 Таблица 2 Составите Техред М,Н.Шепитькогентал Корректор М,Пож едакт Тираж 567 Подписноезственного комитета по изобретениям и открытиям 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 аказ 2629 ВНИИПИ Гос ГК Производственно-издательский комбинат "Патент.", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 КремнийМарганецХромНикельМагнийКальций 1,2-1,9 0,8-1,5.0,2-0,5 0,3-1,0 0,01-0,060,05-0,1МедьМолибденТанталКарбонитриды цирконияНитриды алюминияЖелезо 0,03-1.00,02-0,6 0,03-0,50,06-0,120,05-0,1 Остальное