Серый чугун

(;( ( ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ азивнойемпера"ржитем соот ельно содери следующв, мас.Х:2,4-3,51,2-2,20,3-0,70,03-0,170,3-0,7 0,03-0,07 0,03-0,07 0,02-0,07 0 02-0 1 О 0,02-0,05 0,03-0,08 0,02-0,07 Остальное(54)(57) СЕРЫЙ лерод, кремний, медь, редкоземе трий, сурьму, а о т л и ч а ю щ УГУН, марга и уг ний,содер ец, цир еталлы, тан и ж т- ез ьные от, т и й с что,тем ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный ордена ТрудовогоКрасного Знамени заочный политехнический институт.80123 971 с целью повьппения ударно-а износостойкости при низких урах, он дополнитальций и свинец пошении компонентоУглеродКремнийМарганецЦирконийМедьРедкоземельныеметаллыИттрийСурьмаАзотТитанКальцийСвинецЖелезоИзобретение относится к металлургии, в частности к изысканию составов износостойких серых чугунов, предназначенных для изготовления литых деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания при отрицательных температурах и получаемых непрерывными методами литья,Цель изобретения - повьппение ударно-абразивной иэносостойкости чугуна 10 при низких температурах.П р и м е р. Опытные плавки проводят в открытых индукционных печах методом переплава с перегревом расплавов до 1773-1803 К. Присадку азоти ронанного ферромарганца и других азотированных лигатур проводят непосредственно в печь, а свинца, силикокальция, редкоземельных металлов и других модификаторов - в подагре тый литейный ковш перед выпуском в него чугуна при 1763-1793 К, Изготовление заготовок производят непрерывными горизонтальными методами литья,25Химический состав известного и предлагаемого чугунов приведен втабл,1.Дополнительное введение в составпредлагаемого чугуна кальция н количестве 0,03-0,08 мас.% измельчаетструктуру металлической основы,уменьшает содержание газов, очищаетграницы зерен, улучшает форму графита и неметаллических включений, уве-,личивает прочность и износостойкостьпри низких температурах. Введение вчугун менее 0,03 мас.7 кальция наструктуру и свойства существенноговлияния не оказывает, а содержаниекальция более 0,08 мас.7 нецелесообразно, так как и этом случае даетсебя знать графитизирующая его способность и снижение сопротивляемостиударным нагрузкам,В чугун вводят свинец в количестве 0,02-0,07 мас,7, являющийся в сером чугуне стабилизирующей, упрочняющей н отбеливающей добавкой, способствующей измельчению графита и неметаллических включений и обеспечивающей блокирование этих включенийи дефектов упаковки, что повьшаетударную вязкость и износостойкостьпри ударе в условиях низких температур, При содержании свинца до0,02 мас.7 он не обеспечинает необходимой структуры и свойства чугунав отливках при низких температурах,30354050 а при содержании более 0,07 мас.7 усиливается отбел и снижаются пластические свойства.Концентрация основных компонентов, мас.7: углерод 2,4-3,6; кремний 1,2- 2,2; марганец 0,3-0,7, установлена, исходя из практики производства иэносостойких чугунов с мелкозернистой структурой и необходимости исключения из нее содержания феррнта.Медь в количестве 0,3-0,7 мас,7 вводят как графитизирующую и легирующую добавку, иэмельчающую структуру, повышающую пластические свойства и износостойкость чугуна при низких температурах. При более высоких концентрациях (более 0,7 мас,%) снижается твердость, а при содержании до 0,3 мас.7 снижается ударная вязкость чугунаЦирконий в количестве 0,03 0,17 мас.% и сурьма в количестве 0,02-007 мас.7, вводят как стабилизирующие структуру микролегирующие добавки, способствующие упрочнению перлита и повышению иэнососуойкости. Влияние их на структуру и свойства начинает сказываться соответственно с концентраций 0,03 и 0,02 мас.7, а при увеличении их содержания более 0,07 мас.% снижаются ударная вязкость и пластические свойства чугуна,Модифицирующие компоненты (редкоземельные металлы, азот и иттрий) в расплавленном металле создают необходимое количество центров кристаллиэации, что способствует иэмельчению структуры отливок, понышению износостойкости и пластичности при низких температурах. Их концентрация в чугуне принята от содержания, при котором начинает сказываться их модифицирующее действие на структуру и свойства чугуна, При увеличении концентрации редкоземельных металлов и иттрия более 0,07 мас.7 значительна увеличивается отбел, снижаются пластические свойства и иэносостойкость при ударе в условиях низких температур, а при увеличении содержания азата более О,1 мас.% увеличивается количество неметаллических включений и снижаются механические свойства,Сраннительные испытания иэносостойкости проводят на испытательной установке при ударе, образуемом через абразивную ленту, изготовленнуюз 1235971 4из тканевой шлифовальной шкурки типа Как видно из табл.2, предлагаемый 2 с абразивным материалом из нормаль- чугун обладает более высокой стой- ного электрокорунда марки 15 А эернис- костью в условиях изнашивания при от тостью 16-П. В качетсве охлаждающей рицательных температурах в сравнении среды используют жидкий азот, с известным чугуном.На трубных заготовках, полученных Предлагаемый чугун целесообразно на линии непрерывного горизонтального использовать в литейном производстве литья, определяют гидроабразивный для изготовления различных профилей, износ при воздействии потоков, эа- из которых методом механической обгряэненных абразивом. Результаты ис работки выполняют детали для различпытаний приведены в табл.2. ных гидравлических машин и аппаратов.Т а блица 1 Содержание компонентов, мас.7, в чугуне плавки Компонен ты известный) Углерод 3,5 2,4 3,8 2,9 3,6 2,2 2,3 2,1 2,2 Кремний 1,8 1,2 1,0 Марганец 1,3 0,9 0,3 0,5 0,7 0,2 0,8 0,8 0,3 0,2 0,5 0,7 Медь Цирконий 0,25 0,03 0,2 0,08 0,02 0,1 0,15 0,03 0,05 0,02 0,07 РЗМ Иттрий 0,08 0,1 0,02 0,03 0,05 0,07 0,02 0,04 0,02 0,07 0,08 Сурьма 0,1 0,01 0,07 0,12 0,01 0,12 0,1 Азот 0,07 0,01 0,11 0,03 0,05 0,02 Титан 0,1 0,01 0,03 0,05 0,08 Кальций 0,01 0,08 0,07 0,02 0,05 Свинец Железо Остальное Остальное-Остальхое Остальное Остальное Остальное1235971 ФТ.аблица 2 Свойства Показатели свойств чугуна плавки 310 376 350 312 342 388 0,024 0,036 0,048 0054 0,020 0,033 Износостой 3,24 3,40 2,15 2,51 2,12 2,38 1,07 0,35 1,11 0,67 0,88 0,23 Составитель Н,1 епитько Редактор Н.Яцола Техред В.Кадар Корректор.А.ФеренцЗаказ 3065/26 Тираж 567 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4 Предел прочности при растяжении, МПа Ударная вязкость при 223 к,МДж/м 2 кость при223 К и энергии удара0,6 Дж Гидроабразивный износ привоздействии потоков, загрязненных абразивом, мкм 1