Серый чугун

. СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН и С 22 С ЕТЕНИ ПИСАНИ 1Фч".- -ж. ности, микротвер стойкости, он со карбонитридов ал но молибден при шенин компонентоУглерод Кремний(2 (2 (4 (7 МарганеХромНикель КальцийПо крайней мере один металлиз группы, содержащей церий, маг.ний и сурьму МолибденКарбонитриды алюми 01-0,05 03-0,95 0,03-0,17 Остальное ияеле ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ 1) 3523983/22-022) 20,12.82б) 23,01.84. Бюл. Р 32) М.И. Карпенко, Е.И. Марукович,М.В. Жельнис и В.С. Кветинскас(71) Могилевское отделение Физико- .технического института АН Белорусской ССР(56) 1. Авторское свидетельство СССРР 514909, кл. С 22 С 37/00, 1974.2. Авторское свидетельство СССРР 633919, кл. С 22 С 37/06, 1978.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 3416791/22-02,кл. С 22 С 37/10, 1982.(54)(57) СЕРЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, кальций, азот, по крайней мереодин металл из группы, содержащей.-,ерий, магний и сурьму,и железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения усталостной проч 80,1 068532 ости и термической ержит азот в виде миния и дополнитель ледующем соотномас.%:Зю 3-37 ,0-2,50,4-0,70,1-0,4 0,1"0,90,01-0,05О 0,01-0,05 0,03-.0,95 370-482 50 60 Изобретение относится к металлур,гии, в частности к изысканию износостойких серых чугунов с повышенными термической стойкостью и усталостной прочностью.Известен чугун следующего химического состава, мас.Ъ: углерод 3,24,0, кремний 0,8-1,2; марганец 1,01,5; алюминий 1,2-1,5; фосфор до 0,2;сера до 0,08 и железо - остальное Г 13.Однако этот чугун характеризуется недостаточной термической стойкостью. Окалиностойкость составляет 70,5-78 г/м 2 ч, усталостнаяпрочность чугуна до 180 МПа. 5Известен также чугун следующегохимического состава, мас.%: угле- .род 2,5-4,20;кремний 0,3-1,2;марганец 0,2-1,0; хром 0,3-0,8,титан 0,05-0,3; бор 0,01-0,1)алюминий 1,2-2,5, кальций 0,002-0,0220висмут 0,01-0,3 и железо - остальное.Усталостная прочность этогочугуна 200-220 МПа 2,Однако этот чугун имеет недостаточную термическую стойкость,составляющую при нагреве до 900 Сне более 280 циклов. Износостойкость чугуна 12,8-22,1 г/км, пределпрочности при растяжении до 380 МПа.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является чугун, содержащий, мас,%: углерод 3,3-3,71 кремний 2,0-2,2, марганец 0,4-0,7; хром0,1-0,4; никель 0,1-1,0; кальций0,01-0,03; азот 0,01-0,05; по крайней мере один металл из группы,содержащей церий, магний и сурьму0,01-0,05 и железо - остальное ЕЗЭ, 40Известный чугун обладает следующими свойствами в отливках:Предел прочности, МПаУсталостная 45прочность,МПа 210-245Твердость.,НВ 241-261Микротвердость металлической основы, МПа 2000-2210Износ приторцевомтрении,г/км 92-140Однако известному чугуну присущинедостаточные термическая стойкость и фрикционные свойства в отливках. Эти недостатки влияют наэксплуатационную стойкость литыхизделий, уменьшая их срок службыв узлах трения машин и механизмов.Цель изобретения - повышение ус,талостной прочности, микротвердости и термической стойкости. 65 Поставленная цель достигается тем, что серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, кальций, азот, по крайней мере один металл из группы, содержащей церий, магний и сурьму, и железо, содержит азот в виде карбонитридов алюминия и дополнительно молибден при следующем соотношении компонентов, мас.В:Углерод 3,3-3,7 Кремний 2,0-2,5 Марганец 0,4-0,7 Хром 0,1-0,4 Никель 0,1-0,9 Кальций 0,01-0,05 По крайней мереодин металл изгруппы,содержащейцерий, магний и сурьмуМолибденКарбонитриды алюминияЖелезо Способ производства чугунавключает выплавку железоуглеродистого расплава в чугуноплавильном агрегате, перегрев расплава на90-150 С выше температуры плавления,рафинирование, легирование, выпускметалла в ковш, раскисление, введение цианамида кальция и азотированных ферросплавов на слой шлака, модифицирование и разливку металлав литейные формы. Разливку металлапроизводят при 1350-1380 С,Молибден в количестве 0,030,95 мас.В введен как эффективнаялегирующая добавка, повышающая микротвердость металлической основы,термическую стойкость и усталостнуюпрочность чугуна, При его содержаниидо 0,03 мас,% влияние оказываетсянезначительно, а увеличение содержания более 0,95 мас,% снижает пластические свойства чугуна в отливках.Карбонитриды алюминия в количестве 0,03-0,17 мас.% также повышаюттермическую стойкость чугуна. Присодержании их более 0,17 мас.Вснижается динамическая прочность,а при содержании карбонитридов до0,03 мас. отмечается недостаточная термическая стойкость отливок.Повышение термической стойкости отмечается особенно значительно прикомплексном легировании чугуна молибденом, карбонитридами алюминияи металлом из группы, содержащейцерий, магний и сурьму, В этомслучае снижается чувствительностьчугуна к содержанию в них скрытыхпримесей, источниками которых явля1068532 ются шихтовые материалы, вводимыеФлюсы и ферросплавы, и повышаетсястабильность свойств чугуна в отливках. Для проведения сопоставительного анализа известных и предлагаемоТ а б л и ц а 1 Состав чугуна, мас.Ъ Компоненты 10 1 2 3 базо- извевый стный 5 б 4, 0 3, 2 3, б 4,02, О 2, 5 2; 3 2, О 3,4 3,6 3,2 3,7 4,0 3,2 2,2 2,5 2,3 2,0 2,5 1,2 0,7 0,4 0,5 0,7 0,4 0,5 0,7 0,4 0,5 0,5 0,4 0,1 0,3 0,4 0,3 0,4 0,1 0,3 0,4 0,1 0,4 0,10,5 0,9 0,9 0,1 0,5 0,9 0,1 0,01 0,02 0,01 0,03 0,05 0,01 0,05 0,01 0,03 0,05 0,03 0,53 0,95 0,03 0,95 0,03 0,57 0,95 0,1 0,03 0,03 0,04 0,05 0,01 0,05 0,01 0,03 0,05 0,031,3 Бор Алюминий Карбонитриды алюминия 0,03 0,07 0,17 0,03 0,17 0,03 0,12 0,17 Висмут 0 02железо 0 с т а л ь н о е Таблица 2 Чугун Показатели 5 б 9 10 ПредеМПа чности,68 , 395 4 Усталостнаяпрочность,МПа 218 230 250 280 300 258 312 253 265 318 Углерод Кремний Марганец Хром Никель Кальций Молибден Титан Церий Магний Сурьма го чугунов проведены плавки в производственных условиях в индукцион ных печах открытого типа. В табл.1 приведены составы чугунов исследованных плавок, а в табл, 2 - результаты испытаний образцов и Фрин. ционных отливок,472 520 442 560 416 478 511068532 Продолжение табл. Ьае а а а а а а а а айе а а а М афа а показатели 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Микротвердость, МПа 2840 2210 3080 3450 3570 3120 3620 3150 3510 4100 240 320 610784 820 692 886 654 806 890 14,8 10,6 8,4 6,7 5,3 8,1 4,4 7,6 5,9 3,7 Средний износпри трении,г/км 100 91 118 129 136 120 135 124 133 140 Как видно иэ табл. 2 микротвердость металлической основы и эксплуатационные свойства у предлагаемогочугуна выше, чем у известных, ФрикСоставитель Н. ШепитькоРедактор Г. Безвершенко.Техред В.Длекорей Корректор А. Повх Подписное Заказ 11418/24 Тираж 603ВНИИПИ Государственнбго комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, москва,.Ж, Раущская наб р д. 4/5 филиал ППП "Патент"," г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Термичес-кая стойкдсть наа грев до 1000 С), циклы Относительная стойкость в учлах трения, В4 ционные литые изделия из предлагаемого чугуна имеют на 118-140 болеедлительный срок эксплуатации в узлахтрения, чем иэ базового чугуна.1