Чугун

(51)5 С 22 С 37/10 Т Ия П следовательскийтрукторский инсроениябкин, Г,Я.Кульга,И,И.Бейлин ельство СССР37/10. 1980.ельство СССР к черной металию износосто й твердость не склонных оотпуску в продо температуры од давлением ких своиств. т количество орму от пло- тонкоигольйюкеееей яется повышеостойкости.елов в чугунеловлен следуюУменьшение кремния приводит карбидов ванадия аустенита. В резу стойкость, твердос жания выше верхн выделению пласти стойкость и твердо чится трещин циклическом нагреМарганец, обл собностью, служитеевич ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56 Авторское свидетМ 891794, кл. С 22 САвторское свидет Изобретение относится лургии, а именно к изыскан ких, обладающих высоко чугунов (НЯС 560-610 МПа) трещинообразованию и сам цессе циклического нагрева аустенитного состояния и (процесс пайкосва.рки).Целью изобретения явл ние термостойкости и износВыбор .граничных пред предлагаемого состава обус одержания углерода и к снижению плотности количества остаточного ьтате снизится износоь, Увеличение их содерго предела способствует чатого графита. Износость уменьшатся и увелиообразование при ая раскисляющей сподля рафинирования рас М 395483, кл. С 22 С 3710, 1973,(57) Изобретение относится металлургии и может быть использовано при производстве отливок, Цель изобретения - повышение износостойкости и термостойкости. Чугун содержит ингредиенты при следуюшем соотношении, мас.: углерод 2,1 - 2,3; кремний 1,3 - 1,5; марганец 1,1 - 1,4; хром 0,7 - 0,9; ванадий 7,0 - 7,5; медь 1,1 - 1,3; алюминий 0,05 - 0,08; никель 0,8-1,0; железо - остальное, 2 табл. плава и повышения механичесОн незначительно увеличиваекарбидов, но резко меняет их фских при добавках 1,1 мас. дочатых при 1,0 до 1,4 мас. ф,Структура чугуна при содержании марганца 0,2 - 0,8 мас, состоит из карбида железа (ЕезС) и а -твердого раствора(Ее-Мп-О), увеличение марганца от 0,1 до1,4 приводит к образованию а-твердогораствора на основе железа (Ее-Мп-С), твердого раствора на основе железа (Ее-Мп-С),остаточный аустенит и двойной карбид(ЕеМпзС), что, в конечном счете, увеличивает прочностные свойства чугуна, Дальнейшее увеличение марганца не приводит кувеличению прочности, а также способствует графитизации чугуна.Комплексное легирование чугуна никелем до 1 мас.с добавкой незначительногоколичества алюминия способствует стабилизации остаточного аустенита и формиро 1 ванию металлической матрицы у -твердото .раствора на основе железа (Ее-Й-А-С). При- .сутствие атомов алюминия в кристалличе 1693111ской решетке в количестве 0,05 - 0,008 мас, о усиливает карбидообразующее действие никеля, Это стабилизирует служебные свойства чугуна при тепловом и механическом воздействии. Снижение количества никеля и алюминия ниже нижнего предела приводит к снижению устойчивости остаточного аустенита прИ нагреве и к снижению роли алюминия, усиливающего карбидообраэующее действие никеля. Увеличение содержания никеля выше верхнего предела экономичности нецелесообразно, поскольку износостойкость и термостойкость повышаются незначительно, а увеличение алюминия, приводит к усилению процесса графитизации чугуна.Легирование чугуна хромом ниже предела приводит к увеличению пластичности при температуре аустенизации, Увеличение хрома в предлагаемом чугуне до 0,9 мас, О повышает его устойчивость при нагреве за счет выделения из а-твердого раствора на основе железа (Ее-Сг-С) диспеосного двойного карбида (РеСг)з С), который повышает твердость, способствует сохранению формы заготовки при воздействии на нее циклического нагрева и давления, Однако,- введение его больше верхнего предела мо- жет приводить к выделению эвтектических карбидов хрома, что вызывает уменьшение износостойкости чугуна,Легирование ванадием ниже нижнего предела не обеспечивает необходимой йзносостойкости, твердости и термостойкости чугуна, а увеличение содержания ванадия в чугуне выше верхнего предела экономичности нецелесообразно, так как служебные свойства повышаются незначительно.Медь в чугуне измельчает эвтектическое зерно, повышая тем самым прочность и улучшает его жидкотекучесть. Введение меди нижнего предела не оказывает значительного влияния на прочностные свойства чугуна. Введение ее выше верхнего предела увеличивает пористость и ухудшаетего прочность,В табл,1 приведены сравнительные результаты опытных плавок известного и предлагаемого чугуна, а в табл.2 - их физико-механические свойства в зависимости от химического состава.Чугун выплавляют в индукционной печи ИСТс кислой фугеровкой, Контроль температуры ванны осуществляют с помощью термоэлектрической термопары ТПРс показывающим прибором КСП - ЗП. В нагретую до 300 С печь загружаютст.10, электродный бой, феррохром и никель100;ь каждого согласно расчета химического состава предлагаемого чугуна. После расплавления шихты вводят 50фЕррованадия и доводят температуру печидо 1550 С, При этой температуре вводятостальные 50% феррованадия. После достижения температуры печи 1600 С вводятмедь, ферромарганец и 60 ф ферросилициядля первичного раскисления, Затем после 4мин выдержки для перемешивания компонентов расплава проводят выливку металлав ковш, на дно которого помещают алюминий и 40 О ферросилиция, Заливку в корковые модели производят при 1500-1550 С,Прочность на разрыв определяют на литых образцах, применяемых для использования ковных и белых чугунов. Твердостьобразцов оценивают по Роквелу при нагрузке 150 кг.Оценку термостойкости чугуна производят на установке с нагревом цилиндрических образцов ф 10 и длиной 150 мм5 непосредственным пропусканием переменного тока силой 2000 А, нагрев за 5 с до950 С с последующим охлаждением образцов водой через спреерное устройство до" комнатной температуры.0 Износостойкость (относительную) оценивают на машине трения 1533, при трениискольжения (контртело иэ стали М 6 Р 5). Определяют относительную износостойкостьпо сравнению с чугуном Сг 18 - 36 в литом5 состоянии,Как следует из табл, 1 и 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна никеля позволяет повысить егоизносостойкость в 2,5 - 3,3 раза и термостойкость в 1,3-1,4 раза,Ф о р мул а изобретенияЧугун, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, ванадий; медь, алюминий ижелезо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения термостойкостии износостойкости, он дополнительно содержитникель при следующем соотношении компонентов, мас. ь:Таблица 2 физико-механические свойства Чугун Предел прочности приизгибе би 3ИПа Предел прочности на Твердость1 ЖС Термостойкостьцикл Износ, г/м ч растяжение60 мпа Известный123Предлагаемый123 645 670 590 54 56 52 430 450 410 3,45 2,70 3,10 32 36 30 340 320 300 56 61 58 730 700 670 1,1 0,8 0,8 ж ж Ш Составитель Н.КосторнойРедактор Н.Рогулич Техред М.Моргентал Корректор Н.Король Заказ 4054 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Извест.ный123Предла"гаеиый123 С Мл 81 7 01 Ре 2,65 . 0,60 1;70 1,3 405 2,16 1,15 3,40 10 1,50 1,6 3,90 2,40 От 90 З,оо о,9 о 1,8 о 1,25 4,оо 2,20 0,78 2,10 1,1 О 1,30 7,00 0,70 1,10 0,05 0,80 Остальное 220 1,20 1,407,20 0,80 1,20 0,06 0,90230 140 150 750 090 130 008 100