Чугун

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК фЖ 1712450 А 1(п)з С 22 С 3771 ГосудАРствейый комитетГЮ.ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 1 2(22) 02.01.90 : фэ 7) Изобретение относится к м (46) 15.02,92. Бюл. Ь 6 .в частности к серым чугунам с пл (71) Костромской сельскохозяйственный йн- . формой графита для ответственн ститутся деталей двигателей внутрен (72) А.Н. Волков, В.К. Шатунов; Ю,Э. Елисе- ния, например гильз цилинд ев, В.Е. Морозов, В,Б, Пичугин и В.Ю. Со-, изобретения - , улучшение обра ловьев .. сти, повышение предела прочно (53) 669 13.018,2 (088,8), . лы прогиба, коррозионной сто (56) Авторское свидетельство СССР ., сохранении износостойкости. Ч В 361216; кл. С 22 С 37/00, 1972 следующий химический состав, мАвторское свидетельство СССР . род 3,3 - 3,7; кремний 2,1-2,6; ма М 897884, кл, С 22 С 37/06, 1982.:. 0,8; медь 0,5-1,1; хром 0,4-0,Авторскоесвидетельство СССР:0,3-0,5; титан 0,03-.0,02; алюм Ь 692888, кл. С 22 С 37/10, 1980. : : 0;1; ванадий 0,03-0,15; литий 0;0Авторское свидетельство СССР, лезо остальное. 2 табл.Ь 834206, кл. С 22 С 3700, 1981.- 0,03; же 0,008 - 0,2Остальноеонная стойкость этого щего хим 05-1,0 0.4 - 0,8 0,2 - 1,0 0,4 - 12 0,1 - 0,3 ,07 - 0,2 Титан Железо Изобретение относится к литейнему производству, в частности к чугунам:с мэстинчатой формой графита для ответстаеи-ных трущихся деталей двигатеюЮ внутреннего сгорания, например,.млЬ 4,ци-; линдров.Известен чугун для гильз цив идрев Ев томобильных двигателей следующегоХМйй- ческого состава, мас. :Чугун 3,0 - 4,0Кремний . 2,0-2,5МарганецХром. НикельМедьФосфорТитан О ЖелезоОднако коррозичугуна невысока.Известен также чугувеского состава, мас.:УглеродКремнийМарганецХромФосфорНикельБор еталлургии, астической ых трущих- него сгораров, Цель батываемости и стрейкости при угун имеет ас. : углерганец 0,5- 8; фосфор иний 0,013,0-3,61,5 - 2,40,5 - 2,10,1 - 0,4.0,06 - 0,250,1 - 1,00,003 - 0,0120,005 - 0;050,006 - 0,012Остальное10 20 Однако этот чугун не обладает достаточной коррозионной стойкостью, обрабатываемостью, равномерностью твердости посечению центробежной отливки,Известен чугун следующего химического состава, мас.:Углерод 2,0 - 3,6Кремний 0,05 - 2,5Марганец 0,2 - 1,5Медь 0,01 - 1,0Ванадий . 0,05 - 2,0ФосФор 1,0- 4,0Титан 0,005 - 0,7Алюминий 0,050 - 2,0Железо ОстальноеОднако при достаточно высокой износостойкости чугуна, он имеет неудовлетворительную обрабатываемость резанием.Цель изобретения - улучшение обрабатываемости резанием гильз цилиндров,получение при отливке центробежным способом одинаковой твердости по сечениюгильзы при сохранении достаточно высоко, го уровня износостойкости.Для достижения указанной цели в чугун,содержащий углерод, кремний, марганец,медь, ванадий, фосфор, титан, алюминий ижелезо, дополнительно введены хром и литий при следующем соотношении компонентов, мас. О:Углерод 3,3 - 3,7Кремний 2,1 - 2,6Марганец 0,5 - 0,8Медь 0,5- 1,1Хром 0,4- 0,8Фосфор 0,3 - 0,5Титан 0,03 - 0,2Алюминий 0,01 - 0,1Ванадий 0,08 - 0,15Литий 0,01 - 0,03Железо ОстальноеВ качестве примеси чугун может содержать серу до 0,1%,Нижние и верхние пределы содержанияуглерода 3,3 - 3,7, кремния 2,1 - 2,6,алюминия О;01 - 0,1 и титана О,ОЗ - 0,2выбраны для получения в отливках гильзцилиндров оптимального количества графита и предотвращения отбела их наружныхповерхностей, При содержании этих элементов ниже указанных пределов уменьшается общее количество графита иповышается склонность чугуна к отбелу прицентробежной отливке гильз,Увеличение количества углерода, кремния, алюминия и титана свыше соответственно 3,7; 0,1; 2,б и 0,2 приводит кухудшению обрабатываемости чугуна резанием. 25 ЗО 35 40 50 55 Легирование чугуна 0,5 - 1,1% медиулучшает форму графита, способствует его равномерному распределению в микро- структуре, что, в свою очередь, позволяет улучшать антифрикционные свойства чугуна, уменьшить износ сопряжений с ним поверхности поршневого кольца.Содержание в чугуне 0,5- 0,8 марганца и 0,4 - 0,8 хрома благоприятно сказывается на износостойкости чугуна.Наличие в чугуне 0,3 - 0,5 Я фосфора обеспечивает образование оптимального количества Фосфидной эвтектики.Введение в чугун ванадия в пределах 0,08 - 0,15 позволяет повысить коррозионную стойкость, улучшить обрабатываемость резанием, приводит к равномерному распределению твердости по сечению центробежной отливки,Повышение коррозионной стойкости связано с размельчением эвтектических зерен, сильной ликвацией ванадия в фосфидную эвтектику.Содержание ванадия менее 0,08 повышает коррозионную стойкость недостаточно, а содержание его выше 0,15 ухудшает обрабатываемость чугуна резанием. Улучшение обрабатываемости резанием связано с образованием комплексных включений фосфидной эвтектики взамен структурно-свободных карбидов,Равномерность твердости по сечению отливки достигается из-за того, что ванадий, имея более высокую атомную массу, чем бор, меньше ликвирует на внутреннюю (рабочую) поверхность центробежной отливки,Литий при содержании 0,01 - 0,ОЗОН модифицирует твердый раствор, измельчает структуру чугуна в отливках, улучшает форму графита и фосфидной эвтектики. Для получения предложенного чугуна было выплавлено четыре смеси ингредиентов предполагаемого состава, четыре смеси составов с запредельным содержанием элементов и одна смесь известного чугуна. Плавки. чугунов проводились в индукционной печи ИСТс основной футеровкой, Ферросплавы легирующих элементов вводились при 1380 - 1420 С в расплав чугуна, алюминий, медь и литий в виде лигатуры лития и кальция 30 ф 4 лития и 7 ОО кальция с температурой плавления 560 С) вводилась при разливке непосредственно в ковш. Химический состав выплавленных чугунов представлен в табл.1, а данные обих эксплуатационных и технологических свойствах - в табл. 2.Испытания на износ при трении скольжения со смазкой, содержащей абразив,проводили на машине трения с возвратно1712450 резанием, повышения предела прочности и стрелы прогиба, коррозионной стойкости при сохранении износостойкости, он дополнительно содержит ванадий и литий при 5 следующем соотношении компонентов,мас,:УглеродКремнийМарганец10 МедьХромФосфорТитанАлюминий15 ВанадийЛитийЖелезо в атееЧугунт т е е в аива ЧХимический состав чугунов, масчьввеав ватаеваМл чтсц сй Рт 1 . А 1 Предлагаемыйо,5 0,4 о,З о,оЗ070 5 0,4 0,08О,у. 0,5 о,4 а,1 о0,8 0,4 0,5 0,090 70,4 0,4 0,091,1 0,8 . о,5 0,2 оЗапредельные знаценйя0,.90,4 0,4 о,оЗ1,2.О, 4 . 0,4 0,03О 7 ." 0,9 0,9 0,0307..040,4 020о,о 5 0,05 0,05 0,05 о,15 0,1 г 0,16 О,1 З 7 35 8 3 б 9 3,6 10 3,5 0,06 0,06 о,оу а,о 7 о,у 0,8 О,б о,5 2 5 г,б 2,4 2,4 о,а 5 0,8 о,15 И 3,2 19а и еета ица 2 Та бл е ве ееИеханические свойства чугуноввавича та вавваае еиветТвердость Предел :стрелаНО прочности :т 1 рогиба,на изгиб,.имЙПа Чугун Скоростьрезания,м/мин Износ, г оррозион- . ная стойкость чу" гунов,еподижныйбразец одвижыйбразец еева е 436 . 3,5 4873 9 452 . 4 1 436 3,5448 "3 з 5 452436,.Зэ 5 452 . 319 220 51 42 41 230 220 235 217 270 7 9 9 104 425 378поступательным движением образца, вырезанного из поршневого кольца по неподвижному образцу, изготовленному аз гильзы цилиндра. В смазку при атом добавлялось 10 абразива. Коррозионная.стойкость определялась путем выдерживания образцов в электролите из серной кислоты, Относительная стойкость режущего ийстру- мента определялась для сверл с твердосплавной вставкой.Чугун может выплавляться в индукционных, дуговых и плазменных электропечах.Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, хром, фосфор, титан, алюминий, железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем; что, с целью улучшения обрабатываемости о,оо 59 а,ооб 1 0,0061 0,0059 а,ообЗ 0,0058 0,0057 о,оо 61 0,0063 О,ОО 51 0,0048е0,0058 а,оо 52 о,оо 5 З .о,о 05 г 0,0052 о,оо 49 0,0051 0,0048 ,0,6039 0,0051 0,0032 211,2 209,1 211,8 207,3 208,9 209,3 го 5,1 21 О,З 206,7 207,4 1919 3,3-3,7 2,1-2,6 0,5-0;8 0,5-1,1 0,4-0,8 0,3-0,50,03-0,2 0,01-0,1 0,08-.0,15 0,01-0,03 Остальное Таблица.1