Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИН 4(у) С 22 С 37/06 ОМИТЕТ СССИЙ И ОТНРЬ)ТИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ К ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН 3702519/22-020.02,8407.05.85, БюЕ.И. Шитов,Слуцкий и В.Белорусскийого Знамени(21) (22) (46) (72) А.Г. (71) ден, бор и железо, о ти й с я тем, что, с иивания твердости и стр ению отливки после терми ботки, он дополнительно дь и церий при следующем ингредиентов, мас.Х:3,0-3,4 1,6-2,50,005-0,040,08-0,12 0,15-0,25О,5-1 4 0,4-1, 2 0 2-С,35 0,1-0,30,005-002 Остальное ром, мол и ч а ю Ф 17,И, Лосев,Трибушевскийрдена Трудовогоолитехнический и У целью выр туры по с ческой обр содержит м соотношениУглерод Кремний Крас стит(56) 1. АвторскоеИф 931784, кл. С 222. Авторское свпо заявке В 359855кл. С 22 С 37/06,арганИзобретение относится к литейномупроизводству, а именно к составамвысокоуглеродистых сплавов железа,и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях трения скольжения, напримергильзы цилиндра двигателя внутреннегосгорания.Известен чугун Я следующего химического состава, мас.7:Углерод 2,9-3,5Кремний 1,7-2,5Марганец 0,3-0,8Хром 0,05-0,3Никель 0,05-0,3Ванадий 0,03-0,3Азот 0,005-0,02Церий 0,005-0,03Титан 0,02-0,15Кальций 0,001-0,02Железо ОстальноеОднако известный чугун обладаетравномерностью твердости в отливкахсечением 5 ; 40 мм,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, мас.Ж:Углерод 3,0-3,4Кремний 1,6-2,5Марганец 0,005-0,04Сера О, 1-0,2Сурьма 0,15-0,25Хром 0,5-1,4Молибден О, 1-0,4Бор 0,2-0,35Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет в своем,составе комплекс элементов, легирующих и стабилизирующих металлическуюоснову материала 21,Однако использование данного сплава для изготовления деталей, работающих в условиях износа с термическиобработанными поверхностями, нецелесообразно ввиду неравномерной твердости поверхности и связанного с этимявлением схватывания и задира.Цель изобретения - выравниваниетвердости структуры по сечению отливки после термической обработки.Указанная цель достигается тем,что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром, молибден, бор и железо, дополнительно содержит медь и церий при следующем соотношении ингредиентов, мас, :Углерод 3,0-3,4 Кремний 1,6-2,5 Марганец 0,005-0,04 Сера 0,08"0,12 Сурьма 0,15-0,25 Хром 0,5-1,4 Молибден 0,4-1,2 БорМедь 0,1-0,3 Церий 0,005-0,02 Железо Остальное Добавка меди дополнительно леги. -рует металлическую основу чугуна и существенно влияет на выравнивание структуры и свойств материала в различных сечениях отливки, в первую очередь, путем уменьшения степени дендритной ликвации кремния. Г 1 одифицирование расплава перед заливкой церием измельчает первичную структуру чугуна. Структурные изменения сплава в литом состоянии, вызванные добавками меди и церия, положительно сказываются на получении равномерной твердости поверхности изделия после термической обработки. О Результаты исследований и химичес 5 О кие составы чугунов представлены в таблице. П р и м е р. Для изучения структу ры и свойств предлагаемого материалавыплавляют чугуны, содержащие компоненты на различных уровнях, а такжедля сравнительных испытаний - известный сплав с содержанием компонен тов на среднем уровне.Термическая обработка чугунавключает следующие операции: закалка при 850-880 фС и отпуск при 230-260 Св течение 1,5 ч. Твердость замеряют 45 после термической обработки. Расстояние между участками замера твердостинаходится в пределах 5-6 мм.Заказ 2638/26 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из таблицы, донолнительное легирование медью и модифицирование церием существенно уменьшает разницу по твердости различных участков отливки, что свидетельствует о 5 выравнивании структуры чугуна.Пределы содержания компонентов устанавливают исходя из благоприятного сочетания структуры и свойств сплава. Нижний предел по содержанию, %ф углерод 3,0; кремний 3,4 н верхний по содержанию, %: сера 0,12; сурьма 0,25; хром 1,3; молибден 1,2; бор 0,35 вызван необходимостью получения структуры без карбидных включений. Нижний предел по содержанию, %: марганец 0,005; сурьма 0,15; хром 0,5; молибден 0,4; бор 0,2; медь 0,1 выбирают экспериментально, исходя из условия минимальной степени легирования металлической основы и максимального упрочнения материала. Повы. шение углерода свыше 3,47, кремния 2,57., марганца 0,047. приводит к образованию феррита по границам графитных включений и увеличивает различие в твердости различных участков после термической обработки чугуна. Увеличение меди свыше 0,37. не дает существенного повышения положительного ЗО эффекта легирования, Содержание церия 0,005-0,027 выбирают экспериментально, в первую очередь с учетом обрабатываемости литой заготовки.Оптимальный состав сплава содержит, 7,: углерод 3,2; кремний 2,0; марганец 0,02; сера 0,1; сурьма 0,2; хром 0,8; молибден 0,8; бор 0,28; медь 0,2; церий 0,0.1.Технология получения чугуна заключается в расплавлении высокоугле" родистых металлизованных окатышей, в процессах науглероживания и вводе в расплав ферросплавов кремния (Яд 35%),хрома (Сг 457), молибдена (Мо 607), бора (В 15%), металлической сурьмы (БЬ 987), электролитической меди (Сц 99%) и перед заливкой в модицировании ферроцерием в разливочном ковше.Величину добавок рассчитывают из условия усвоения кремния, меди, сурьмы, церия на уровне 85-95%, хро" ма, молибдена и бора на уровне 80-90%.Чугун предлагаемого состава можно использовать для изготовления гильз цилиндров дизельных двигателей. Экономическая эффективность от применения данного материала составляет 41 тыс, руб.