Высокопрочный чугун

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 1952987(22) Заявлено 27, 03. 81 21) 3264101/22-02 . Р 11 М Кз с присоединением заявки Мо -С 22 С 37/10 Государственный комитет С С СР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230882, Бюллетень М 31 3533 УДК 669 13- -196 (088.8) Дата опубликования описания 230882(72) Авторы изобретения М.И. КаРпенко, Р,Н, Адамович, В.И, д А,П. Жихарев, А.К. Карпов и М.И. Дударева Гомельский полите институт(54) ВЫСОКОПРОЧНЫИ мм г рук- эалия, ными ыстИзобретение относится.к области металлургии, конкретнее к литейному производству, в частности к изысканию высокопрочных чугунов с повы- . шенными коррозионно-эрозионными свойствами.Известен высокопрочный чугун, содержащий, .вес.Ъ:Углерод 3,4 - 3,8Кремний 1,8 - 2,4Марганец 0,7 - 1,2Никель 0,7 - 1,8Хром 0,15- 0,4Молибден 0,3 - 1,1Алюминий 0,1 - 0,3Медь 0,2 - 0,5Магний 0,04-0,08Церий 0,005-0,02Железо ОстальноеПрн трении со смазкой при наличии абразива относительная износостойкость известного чугуна составляет 1,4 - 1,5 в сопоставлении с эталоном иэ обычного серого чугуна. Отмечается также возможность использования его для втулок цилиндров двигателей внутреннего сгорания 1 .Однако этот чугун имеет низкую коррозионнуо стойкость. Наиболее:близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является высокопрочный чугун, содержащий, вес. %:Углерод 2,5 - 3,5Кремний 2,5 - 4,3Марганец 0.7 - 1,1Никель Ог 7 1 г 7 10 Хром 0,03 - 0,7Молибден Ог 03 1 1Алюминий 0,03 - 0,15Магний 0,03 - 0,08Ванадий 0,03 - 0,35Сурьма 0,03 - 1,15Церий 0,001 - 0,005Азот Ог 01 0 03Железо ОстальноеЭтот высокопрочный чугун имеетудовлетворительную стойкость в растворах солей н других агрессивных сред.Модуль нормальной упругости 1700019500 кгс/мм 1 2 .Однако при увеличении толщиныстенок отливок, особенно более 50 25 отмечается заметное укрупнение сттуры и снижение износостойкости идиростойкости. Поэтому литые издеработающие в узлах трения с удельнагрузками от 20 до 50 кгс/смог б 30 ро выходят из строя.952987 Цель изобретения - повышение износостойкости и задиростойкости. Поставленная цель достигается тем,что высокопрочный чугун, содержащийуглерод, кремний, марганец, никель, 5молибден, алюминий, ванадийхром,сурьму,магний, церий, азот и железо,дополнительно содержит титан, кальцийи стронций при следующем соотношениикомпонентов, вес,%: 18 Состав чугунов, вес.Ъ Компоненты Предложенный Известный Углерод З,О 2,5 3,1 3,5 2,5 4,3 3,4 2,5 Кремний Марганец 0,9 1,5 0,5 Никель 0,8 0,03 0,8 0,5 0,03 0,17 МолибденАлюминийВанадийХромСурьмаМагний 0,15 0,03 0,35 Ь,ОЗ 0,11 0,3 0,2 0,10 0,3 0,03 0,7 0,4 0,12 0,3 1,1 0,030,08 0,03О,005 0,0050,03 0,01 0,6 0, 07 0,3 0,06 0,1 0,06 0,003 0,003 О, 014 0,001 АзотТитанКальцийСтронцийЖелезо 0,02 0,03 0,03 0,07 0,15 0,02 0,06 0,12 0,01 0,05 0,06 Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное УглеродКремнийМарганецНикельМолибденАлюминийВанадийХромСурьмаАзотМагнийЦерийТитанКальцийСтронцийЖелезо 2,52,50,50,30,030,030,030,030,030,010,030,0010,030,020,01Осталь 3,54,31,51,51,10,3О,З0,30,030,10,0050,150,120,06ное Дополнительное введение 0,030,15 вес.Ъ титана и 0,01-0,06 вес.% стронция повышает дисперсность металлической основы (перлита), а введение кальция в количестве 0,02 0,12 вес.% способствует измельчению включений графита.П р и м е р, Чугун выплавляют в дуговых электропечах с перегревом до 1450-15300 С и модифицируют в раздаточных литейных ковшах ем-. костью 1,5 - 3,0 т магнийсодержащими лигатурами (первичное модифицирование) и комплексными модификаторами вторичное модифицирование) при температуре 1430 - 1480 С. Вместе с комплексными модификаторами в литейные ковши вводят плавиковый шпат, расход которого 0,2 - 0,5% массы металла. Заливку металла производят при 1400- 1450 С в сухие оболочковые или металлические Формы.В табл. 1 приведены химические составы известного и предложенного чугунов, а в табл, 2 - результаты исследования структуры отливок и определения физико-механических войств,Т а б л и ц а 1952987 Таблица 2 Физико-механические свойства аратеристики структурыугуна по ГОСТ 3443-77 сперсность основы угуна Формавключений граФита вчугуне Временное сопротивление,кгсмм Условныйпредел корро- зионной ус- талости на базе10 цик 7лов,кгс/мм Размер включений графита в структуре чугу- на Время до за,дирооб разова нияпри на грузке 50кгс/смФЧ Износпри загрязнениисмазкиабразивом,мкм/ч Составчугунов Известный 114 Пф 14 Г 90 1,5 . П 1 6 Г 900,96 0,92 Известный 118 16,2 Предложенный 13.0 Г 45 . Г 11 Г 25 Г 13 2,8 П 1,0 3,6 П 0,3 0,85 17,4 152 18,6 0,62 0,48 18,8 156 Составитель С. ДеркачеваРедактор Г. Волкова Техред А.Ач Корректор В.Вутяга Заказ 6219/44 Тираж 660ВНИИПИ ГОсударственногО комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4Испытания показали; что предложенный чугун имеет более высокие показатели иэносостойкости и может .быть использован для изготовления ответственных отливок с толщиной стенок до 120 мм, Отсутствие отбела значительно расширяет область применения этого чугуна для разностенных изделий, особенно при литье в металлические формы. Экономический эффект от использования предложенного высокопрочного чугуна для износостойких отливок составляет 23,2 - 41 руб. на тонну 45 годного литья. Формула изобретения50 Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, молибден, алюминий, ванадий, хром, сурьму, магний, церий, азот и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 55 что, с целью повышения износостой 4,2 П 0,5 Г 25 Г 12 кости и эадиростойкости, он дополнительно содержит титан, кальций и стронций при следующем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 2,5 - 3,5 Кремний 2,5 - 4,3 Марганец 0,5 - 15 Никель 0,3 - 1,5 Молибден 0,03 - 1,1 Алюминий 0,03 - 0,3 Ванадий 0,03 - 0,3 Хром Оу 03 03 Сурьма 0,03 - 0,3 Магний. 0,03 - 0,1 Церий 0,001- 0,005 АзотТитан 0,03 - 0,15 кальций 0,02 - 0,12 Стронций 0,01 - 0,06 Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР В 377393, кл. С 22 С 37/00, 1973.2. Авторское свидетельство СССР Ю 696064; кл. С 22 С 37/00 1979.