Чугун

/22-02,ус Ж 4032334,148-111), 197. сского литейногоОтливки из серого;кл. С 22 С 372. Стандартзавода фцентролчугуна, с. 8. Ник Азо Один металл изгруппы, содержащцерий, магний и с(54)кремнийзо, о 0,01 - 0,05Остальное муЖеле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПЬ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗО АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ,(21) 341679 (22) 06,04.8 (46) 07.08.8 (72) Е. И, Ма М, В. Жельнис (1) Могиле нического инс (53) 669-15.. Бюл;%29 рукович, М. И. Карпенко, и П. В. Землявипосвское отделение Физико-гехтитушка АН Белорусской СС 196 (088,8) 7,) ЧУГУН, содержащий углерод, , марганец, хром, никель и желеличающийс я тем,что,ТЕНИЯ 3,", .Ф целью повышениталостной проодержит азот, кельере один металлей церий, магиидующем соотношУглеродКремнийМарганецХ я износостойкости. и ности, он дополнительноций и по крайнейиз группы, содержай и сурьму, при сле- ении компонентов, вес.%:3,3 - 3,7 2,0 - 2,2 0,4 0,7.0,1 - 0,4 0,1 - 1,00,01 - 0,05001 -003010Изобретение относится к металлургии,в частности к изысканию составов чугу. на для отливок, работающих в условияхизноса,Известен чугун 1химического состава, вес,%:Углерод 3,2 - 4,0Кремний 2,0 - 2,9Марганец 0,6 - 10Хром 1,0 - 1,8Никель 0,4 - 0,7Молибден 0,8 - 2,6Железо ОстальноеНеоднородность структуры чугунаи наличие массивных карбидных фаз ухудшает его износостойкость, обрабатываемость и вызывает брак отливок по отбеду и пористости.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является чугун 2, содержащий компоненты при следующемсоотношении, вес,%:Углерод 33-35Кремний 2,0 - 2,2Марганец 0,4 - 0,7Хром До Оу 2Никель До 0,2Железо ОстальноеВ качестве технологических примесейизвестный чугун может содержать до0,1 вес.серы и до 0,15 вес.% фосфораеВ отликах с толщиной стенок 30 ммизвестный чутун обладает следующимимеханическими свойствами;Предел прочности прирастяжении, МПа 200 - 250Твердость, НВ 197 - 229Жидкотекучесть чугуна по спиральной пробе при 1300 фС 350 - 400 мм Отмечаются недостаточные износостойкость и усталостная прочность известного чугуна.Цель изобретения - повышение износостойкости и устадостной прочности чугуна эУказанная цель дсстигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, дополнительно содержит азот, кальций и по крайней мере один металл из группы содержащий церий, магний и сурьму, при следующем соотношении компонентов,вес.%:Углерод . 3,3 3,7 Кремний 2,0 -2.2 33565Марганец 0,4 - 07Хром 0,1 - 0,4Никель О 1 1 ОАзот 0,01 - 0,055 Кальций 001 - 0,03Один металл изгруппы, содержащейцерий, магний и сурьму 0,01 - 0,05Железо ОстальноеАзот введен в чугун в качестве легирующего компонента в количестве0,01 - 0,05 вес.%, которое обеспечивает повышение твердости матрицы и ловы 15 шение износостойкости. При введенииего в количестве до 0,01 вес.% еговлияние на структуру и свойства чугунанезначительное, а при увеличении егосодержания более 0,05 вес.снижают 2 О ся пластичность и вязкость чугуна в отливках,Кальций в количестве 0,01 - 0,03вес.% способствует повышению литейныхсвойств, очистке границ литого зерна,25 измельчению. структуры и улучшениюфактора формы графитных неметаллических включений, Являясь графитизируюшимэлементом, он уменьшает отбел чугуна.При концентрации до 0,01 вес."кальций полностью не очищает границы зерен от неметаллических включений, апри увеличении его содержания более0,03 вес.снижаются прочностныесвойства и износостойкость.35Введение металлов-сфероицизаторовграфитных включений из группы, содержащей церий, магний и сурьму, в количестве 0,01-0,05 вес.% повышаетпрочностные свойства чугуна. При вве 4 О денни этих металлов в количестве,до0,01 вес.% прочностные свойства повышаются незначительно, а при введенииих более 0,05 вес.% увеличивается отбел и снижаются пластические свойства. 45Составы предлагаемого и известногочугунов приведены в табл. 1.Технология получения предлагаемогочугуна следующая,Выплавку чугунов производят в индукционной печи.Легирование чугунов производят вплавильной печи, а модифицирование -в раздаточных ковшах с использованиемсфероидиэирующих модификаторов и ли 55 гатур,При дегировании расплав в печиникель и ферросплавы вводят после снятия шлака при 1400 С.Осзаааое 3 1033Для модифицирования полусинтетичес-, кого чугуна предложенного состава использованьпкомплексные лигатуры на основе никеля, содержавшие вес.%; марганца 6;5, азота 5,2, кальция 2,0, металла из группы содержащей церий, магний и сурьму 3,0-3,5, углерода 2, .5 и никеля- остальное;электропечной ферросилиций, содер- . 10 жаший, вес.%: кремния 93, хрома 0,1, кальция 0,1, марганца 0,2, углерода 0,05 и железа - остальное;силикокальций, содержащий вес.%: кальция 12,7, железа 26, углерода 0,5 15 и кремния - остальное. Граничные пределы концентраций церия, магния или сурьмы в предложенном чугуне обеспечивает введение комплекс- р 0 ной лигатуры на основе никеля в количестве вес.%: 0,46 (нижний предел), 1,36 (среднее содержание, чугуны составов 2, 5,и 8) и 2,3 (верхний предел). Дополнительное введение ферросилиция в 25 количестве 0,08 % и силикокальция в количестве от 0,03 до 0,07% от веса металла обеспечивало граничные пределы концентрации кальция в чугуне. 565 4Введение комплексной лигатуры, содержащей 5,2 вес.% азота, обеспечивает в чугуне концентрацию азота от 0,01 до 0,05 вес.%. При этом усвоение азота из лигатуры в среднем составило 82,6%.Заливку чугуна производили при 1340 о С. Отливали технологические пробы для сравнительного анализа свойств из чугунов известного и предложенного составов, результаты которого приведены в табл. 2.Как видно из приведенных данных, чугуны, содержащие вес.%: азот 0,01- 0,05, кальций 0,01-0,03 и металл из группы, содержащей церий, магний и сурьму, 0,01-0,05, имеют повышенную износостойкость и усталостную прочность по сравнению с известным составом.Сопоставление затрат на производство чугунов базового и предложенного составов, их износостойкости, долговечности и надежности отливок показало, что от использования предложенного чугуна эко номия составляет 11,4-18,0 руб. на 1 т годного питья.Экономический эффект от внедрения изобретения составит более 150 тыс. руб. в год.1033868 Чаблица 2 Жидкотекучесть, мм,при Т=1300 оСПредел прочности,МПа 2, 8 МПа и скорости62,5 м/с, мг/км Составитель Н. КасторнойРедактор В, Данко Техред ОЯеце Корректор Ю, Макаренко Заказ 5564/28 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Усталостная прочность, МПаТвердость, НВИзнос при торцевомтрении, мг/гсИзнос при трениискольжением приудельном давлении 520 540 530 810 530 520 520 830 820 350 370 410 480 430 4841482 386 398 407 280 210 220 230 220 230 245 208 215 221 157