Чугун

(51)5 С 2 7 БРЕТЕНИЕ ПИСАНИ К АВТО МУ СВИДЕТЕЛЬСТ 8/02(21) 4683 (22) 25.0 (46) 23.1 (71) Гаме (72) М,И. коножен (53) 669, (56) Авто М 98511Авто Мо 11715 4,892,91, Бюльский лКарпенкко, А.П. 5-196(0рское св9,кл,Срское св54, кл. С 4) ЧУГУН ие износои растяжеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР л,%47итейный завод "Центролит"о, Е,И,Марукович, В.И,ТонМельников и С,М.Бадюкова88,8)идетельство СССР22 С 37/00, 1983.идетельство СССР22 С 37/10, 1983.,Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, используемых в металлорежущих станках,Цель изобретения - повышенстойкости, предела прочности прнии и твердости.В ыбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим,Цирконий при содержании 0,05-0,3 мас.ф стабилизирует перлит, увеличивает его сфероидизацию, повышает твердость и износостойкость, их стабильность в процессе эксплуатации и эксплуатационную стойкость литых деталей. При увеличении концентрации циркония более 0,3 ф начинает проявляться его ликвация, снижается фактор формы графита, а при концентрации до 0,05 мас.о(, снижается твердость и износостойкость отливок, в отливках преобладает пластинчатый перлит с дисперсностью Пд 1,0 - Пд 1,4,(57) Избретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве металлорежущих станков, Цель - повы:- шение износостоикости, предела прочности при растяжении и твердости. Новый чугун содержит, мас,ф: С 3,4-3,8; Я 1,5 - 2,0; Мп 6,5 - 2,2; М 0,06 - 0,35; А ОЯ 8 - 0,26; Са 0,003 - 0,02; Се 0,015 - 0,05; Мо 0,03 - 0,07; карбонитриды хрома 0,06 - 0,41; Ва 0,003 - 0,01; Ег 0,05 - 0,3; Ее - остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна Лг позволяет повысить НВ в 1,01 - 1,05 раза, гтВ в 1,16-1,22 раза и снизить износ в 1,41- 1,62 раза. 2 табл. Введение карбонитридов хрома в количестве 0,06 - 0,41 мас.,ь измельчает структуру перлита, графитных включений, повышает твердость, износостойкость, герметичность и, эксплуатационную долговеч- - д ность. При концентрации их до 0,06 мас,о/. износостойкость, дисперсность структуры и (эксплуатационная долговечность недостаточны, а при концентрации карбонитридов хрома более 0,41 мас.; увеличивается коэффициент трения, снижаются фактор формы графита, ударно-усталостнэя и экс- О плуатационная долговечность,Дополнительное введение бария в количестве 0,003 - 0,01 мас.о/о измельчает а структуру чугуна в отливках, повышает гидро- плотность отливок, фактор формы графита и обеспечивает повышение иэносостойкости и эксплуатационной долговечности. При кон.- центрации его до 0,003 мас.; дисперсность и стабильность структуры и твердости недостаточны, а при концентрации бария более 0,01 мас.ф снижаются технологическиесвойства, гидроплотность и эксплуатационная долговечность,Введение кальция способс-.вует очистке границ зерен и сфероидизвции графита,При концентрации кальция до 0,003 мас.% 5снижается дйсперсность графита, механические и эксплуатационные свойства, При. концентрации кальция более 0,02 мас.%снижается стабильность струкгуры исвойств. уменьшаются характеристики из 10носостойкости и ударно-усталостной долгоВРЧНОСТИ,Никель в количестве 0,35 мас,% как эффективная добавка упрочняет металлическую основу и не снижает вязкость чугуна, 15снижает порог хладноломкости и склонность чугуна к образованию трещин, повышает износостойкость и эксплуатационнуюдолГОВечность. При концентрации никеляменее О,Об мас.% его влияние незначительно. Повышение его концентрации более0,35% снижает фактор формы графита, износостойкость и эксплуатационную долговечность,Содержание углерода и кремния в предлагаемом чугуне выбрано с учетом практикипроизводства износостойких отливок с повышенными значениями твердости и экс.плуатационной долговечности, Приувеличении их концентрации выше верхних 30пределов стабильность структуры и ударной вязкости и характеристики упругопла, стических свойств снижаются, а приуменьшении концентрации менее нижнихпределов снижается жидкотекучесть, выделяется эвтекическлй цементит, повышается отбел, что приводит к сни;кени:.атрещиностойкости, пластических свойств иэксплуатационной долговечности.Алюминий в количестве 0,08 - 0,26 мас,% 40Оказыва 8 т раскисляющее, микролеГирующее и стабилизирующее Влияние,способствуя уменьшению содержания неметаллических вкиочений и повышени 1 отВ 8 рДости и изнОсостойкости. При концептрации алюминия до 0,08 мыс.% раскисляющее, микролегирующее и сгабиллзиру,ощееего влияние недостаточное, а при концентрации алюминия более 0,28 мас,% снижается твРОдость оивок, Относительная 50износостойкость и зксплуатационнал стойкость.Содержание основных модифициру:ощих компонентов магния 0,03 - 0,07 мас.%, и церия 0,015-0,05 мас,%) обеспечивает дегазацию расплава и сфероидлзацию графита и перлита и повыше.ие прочностныхупругопластических эксплуатационныхсвойств, Сера увеличивает отбел, хрупкость,снижает ударно-усталостную долгове ность, поэтому она исключена из состава ууа,Содержание марганца повышено до 0,5-2,1 мас.% и ограничено пределами концентраций, ниже которых не достигается высокой сфероидиэации перлита, и сущест- ЙеннОГО повышения износостойкости, а Выше верхнего предела увеличивается содержание цементита и отбел, повышается хрупкость, снижается стабильность структуры и пластические свойства, ударно-усталостной и эксплуатационной доловечности,Плавки чугуна проводят в индукционных печах. Перегрев расплава при плавке 1450 - 1480 С. В качестве шихтовых материалов используют литейные чугуны. чугунный лом, отходы электротехнической стали, стальную стружку, возврат собственного производства, карбюризатор (кокс пекоВый), карбонитриды хрома, никель, феррохром, ферросиллкоцирконий с марганцем ФСЦсМр 40, ферромарганец, ферросилиций, силикобарий, силикокальций, лигатуры гипа ЖКМКБа, азот, Содержание магния в лигатурах б - 9 мас.%, бария 4,8 - 9,3 мас,%, церия 3,5 - б мас,%. Лигатуру дробят до фракции 4 - 20 мм. Микролегирование карбонитридами хрома, ферросиликоцирконием с марганцем и ферромарганцем производят в плавильной печи. Модифицирование чугуна сфероидизирующими лигатурами, силикобарием, силикокальцием и ферросилицием проводят в литейных ковшах.Лз модифицированных чугунов отливают детали металлорежущих станков, износостойкие отливки, технологические пробы и образцы для испытаний.В табл. 1 приведены химические составы высокопрочных чугунов опытных плавок, Определение содержания компонентов в чугунах проведено методами дифференцированного хлмического анализа, Ударную вязкость определяют на образцах 10 х 10 х 55 мм с У-образным надрезом.В табл, 2 приведены данные о механических свойствах и характеристке структуры чугунов опытных плавок в отливках, Механические испытания проводят стандартными метОдами, а анализ структуры чуГучов по ГОСТУ, Эксплуатационную надежность определяют на испытательных стендах сухого трения в паре с синтеграном,Как следует из табл, 1 и 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна циркония, а также азота, хрома в виде кароонитридов хрома позволяет повысить износостойкость, прочность и твеОДость НВ,Заказ 4445 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Рэушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, алюминий, кальций, церий, магний, барий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, предела прочности при растяжении и твердости, он дополнительно содержит цирконий и карбонитриды хрома при следующем соотношении компонентов, 10 мас:Углерод 3,4-3,8 КремнийМарганецНикельАлюминийКальцийЦерийМагнийКарбонитридыхромаБарийЦирконийЖелезо 1.5 - 2,0 0,5-2,2 0,06 - 0,35 0,08 - 0,26 О.ОО 3-О,Ог 0,015 - 0,05 0,03-0,07