Серый чугун

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоеетскикСоциалистическикРеспублик(22) Заявлено 120381, (21) 3258273/22-02 11 М. Кп.з С 22 С 37/10 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет СССР по делам изобретениб и открытий(71) Заявитель Гомельский политехнический институт(54) СЕРЫЙ ЧУГУН Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию чугуновдля деталей металлорежущих станков.Известен серый чугун следующйгохимического состава, вес.В;Углерод 1,7-3,8Кремний До 2,5Марганец До 1,0Титан До 0,15Цирконий До 0,3Железо ОстальнойИзвестный чугун в качестве необя"зательных компонентов может содержатьхром, молибден, ванадий, вольфрам,никель, кобальт, алюминий, бериллий,теллур, ниобий и тантал 1)Недостатками известного чугунаявляются низкие трещиностойкость идинамическая прочность,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату,является серый чугун 2 1 следующегохимического состава, вес.В:Углерод 3,2-4,5Кремний 1,6-3,2Марганец 0,5-1,2Титан 0,16-0,20Цирконий О, 16-0,25.Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет следующиемеханические свойства. Предел прочности приизгибе, кгс/мм 30-35Предел прочности прирастяжении,кгс/мм 15-205 Твердость, Нв 170-195Недостатками известного чугунаявляются низкие износостойкость идинамическая прочность в отливках.Целью изобретения является повы 10 шение износостойкости и динамическойпрочности в отливках,Цель достигается тем, что чугун,содержащий углерод, кремний, марганец, титан, цирконий и железо, дополнительно содержит вюдь, кальций иредкоземельные металлы при следующемсоотношении компонентов, вес.ЪУглерод 3, 0-4,5Кремний 1,6-2,42 О Марганец 0,5-1,3Титан 0,12-0,22Цирконий О, 15-0, 30Медь 0,15-0,35Кальций 0,10-0,21Редкоземельныеметаллы 0,003-0,07Железо ОстальноеСерый чугун выплавляют в вагранках и электрических печах с кислойФутеровкой и выпускают в разливочныековши при 1370-1430 фС. Заливку чугу3 960299 на в литейные арми йроиэводят послемодифицирования модификаторами, содержащими редкоземельные металлы. В табл. 1 приведен химсостав предлагаемого чугуна н известного. Т а б л и ц а 1 Содержание компонентов в чугуне, вес.% Компоненты известном предлагаемом 2 1 3 3,7 4,5 З,б 3,0 Углерод Кремний 2 фО 2,0 2,4 Марганец 0,7 1,3 ЬО Оф 5 02 0,22 0,2 0,12 0,2 0,30 0,15 0,35 0,2 Оф 15 010 Ок 15 0,21 Редкоземельныеметаллы 0,03Остальное 0,003Остальное Остальное Остальное Железо В табл. 2 приведены результаты механических испытаний и определения иэносо- и задиростойкости предлагаемого и известного чугунов.. Из чугунов отливают цилиндрические (Ф 30 мм) и плоские (5-20 мм) образцы и технологические пробы. Таблица 2 характеристики износостойкостипри трении Механические свойства Чугун изнОс р, мкм/ч Твердость НВПредлагае- мяй бф 5 1,2 б 24,8 210 7,8 7,8 0,92 216 11,2 25,2 7,5 0,84 220 12,5 25,6 2 ф 72 5,1 18,8 6,1 Известный В предлагаемом чугуне медь способ-, щей добавкой. Минимальная концентраствует иэмельчению эвтектического зер- ция меди (0,15 вес.%) выбрана потому, на, увеличению пластичности чугуна что ниже этой концентрации влияние и является эффективной микролегирую- б 5 ее на измельчение эвтектиескпго ТитанЦирконийМедьКальций Предел прочности прирастяжении, к Г т динамическаяпрочность,кгс и/см Время до образования задирана образцах,ч960299 Формула изобретения Составитель Э.ПетренкоТехред Ж.Кастелевич Корректор О.Билак Редактор Н.Гунько Заказ 7156/33 Тираж 660 ПодписноеВНИИП 11 Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 зерна незначителное, максимальная (0,35 вес.В) концентрация обеспечивает легирование твердого раствора и однородную структуру металлической основы. Повышение концентрации более 0,35 вес.З снижает однородность струк турц чугуна в отливках.Минимальная концентрация кальция (0,1 вес.Ъ) выбрана как технологичес,кая примесь желеэоуглеродистых сплавов, очищающая границы зерен сплава 0 при кристаллизации. Повышение концентрации кальция более .0,21 вес.% снижает динамическую прочность серого чугуна в отливках. При дополнительном введении в расплав редкоземельных металлов достигается измельчение включений графита. При уменьшении концентрации редкоземельных элементов в чугуне менее 0,003 вес.Ъ они оказывают недостаточное модифицируощее действие, а при,увеличении концентрации редкоземельных металлов более 0,07 вес.В значительно возрас" тает угар модификатора и повышаются затраты на модифицирование.Полученные данные показывают, что предлагаемый чугун обладает повышенными механическими свойствами и износостойкостьюПри использовании предлагаемого чугуна для отливки станин, полэунов, ЗО цилиндров и других деталей металло" режущих станков достигается повышение долговечности и надежности станка за счет более высокой износои задиростойкости металла данного 35 состава. В результате этого уменьшается потребность в проведении текущих и капитальных ремонтов станков, снижается расход запчастей.Предлагаемый расход легко обрабатывается резанием, технологичен и может быть использован для отливок с толщиной стенок до 120 мм. Использование серого чугуна укаэанного состава обеспечивает экономический эффект от 5,2 до 6,5 руб. на 1 т в год,Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, цирконий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью йовышенйя износостойкости и динамической прочности, он дополнительно содержит медь, кальций,и редкоземельные металлы при следуйщем соотношении компонентов, вес.%:. Углерод 3,0"4,5Кремний 1,6-2,4Марганец 0,5-1,3Титан О, 12-0, 22Цирконий 0,15-0,30Медь 0,15-0,35Кальций 0 10-0,21Редкоземельныеметаллы Оу 003-0,07Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии 9 12264,кл. 10 1 184, опублик. 1970.2; Авторское свидетельство СССР9 590359, кл. С 22 С 37/10, 1978.