Серый чугун

(5 у 4С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ельные металлы и железо, о т л и чаю повьппения ссвойств в онок 10-60 ммдержит сурьсоотношенииУглеродКремнийМарганецМедьЦирконийТитан 0,3-0,7 0,3-0,7 0,2-0,4 0 03-0,07 0,02-0,05 0,02-0,09 ,002-0,00 Остально Кальции Лантан Иттрий Сурьма Висмут Железо 6 УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Могилевское отделение Физикотехнического института АН БССР(54)(57) СЕРЫЙ ЧУГУН, содержащийуглерод, кремний, марганец, медь,цирконий, титан, кальций, редкозеи с я тем, что, с целью табильности антизадирных тливках с толщиной стеон дополнительно сому и висмут при следующекомпонентов, .мас.Х:2 ф 9-Зюб 1,6-2,4 0,3-1,7 0,3-1,3с195 Изобретение относится к черной металлургии,в частности к износостойким серым чугунам длл машиностроительных деталей, обладающим повышенной стойкостью к задирам при трении с ограниченной смазкой,Цель изобретения - повышение стабильности антцзадирных свойств в отливках с толщиной стенок 10-60 мм,Плавки проводят в индукционных печах с кислой футеровкой с приме- некием литейных чугуцов ЛКи ЛК-З, чушковых передельных чугунов М 1 и И 2, чугунного и стального лома, металлической сурьмы Су 1 и Су 2, металлического висмута Ви 2 и БиЗ, иттрия ИтМ, графитовой стружки, электролитической меди, силикокальция и ферросилиция. Расплав перегревают до 1480-1510 С и после рафинирования и доводки химического состава по основным и микролегирующим компонентам производят слив расплава из печи в ковш, в углублении на дне которого уложены сплав СМТЦ, силикокальций, ферросилиций, иттрий, лаптан, сурьма и висмут, смешанные с графитовой стружкоц. Температура чугуна при модифицировании 1410-1450 С,. продолжительность модифицированил 2-3 мин. Разливку чугуна производят в песчано- глинистые литейные формы длл получеция износостойких отливок, технологических проб и образцов ф 30 мм,Из тела отливок вырезают образцы для определения износостойкости, Данные испытаний приведены в единицах относительной износостойкости в качестве эталона используют сталь 45 в отожженном состолнии с твердостью НВ 200. Задиростойкость чугунов определяют в условиях полусухого трения и при трении со смазкой на образцах, выточенных из отливок с толщиной стенок 10,30 и 60 мм. Исследования задиростойкости чугунов производят на стендах с высокоскоростными узлами трения в пазе с термически обработанным валом с регистрацией нагружения,при котором возникает задир. Определение концентрации сурьмы, циркония и других элементов, содержащихся В традиционных количествах проводят химическим методом. Содержание кальция определяют специальным методом и с помощью методики комплексного количественного анализа оксидных включений.Составы исследованных чугунов приведены в табл. 1,а их свойства в табл. 2,Повышенное содержание титана способствует повышению антизадирных свойств благодаря упрочнению металлической основы, повышению твердости литого металла и относительной износостойкости. При концентрации титана более 0,7 Х снижается стабильность антиэадирных свойств, а при уменьшении его содержания менее 0,37, существенно снижаются механические свойства.Нижние пределы содержания углеровда установлены с целью исключения вструктуре чугуна в отливках с толщиной стенок 1 О мм эвтектического цементита, а верхние пределы по содержанию углерода, кремния и марганцаустановлецы с. целью создания условийдля кристаллизации чугуна в отливкахс толщиной стенок 60 мм без выделения феррита, снижающего износостойкость чугуна и его сопротивление задируеНижние пределы содержания циркония, меди, сурьмы и висмута позволякт обеспечить требуемые прочность,твердость износостоикость и антизадирные свойства в отливках с толщиной стенок 10-60 мм, а верхние пределы - получения литой структурыбез карбидов со стабильными антизадирными свойствами, Дополнительноевведение сурьмы (0,02-0,093) и висмута (0,002-0,0057) стабилизируетперлитную структуру в толстостенныхотливках, измельчает эвтектическоезерно, повышает твердость и антизадирные свойства, уменьшает длинупластинок графита. При более высокомсодержании сурьмы и висмута они выделлюя по границам литого зерна,снижая пластические и антифрикционцые свойства, При концентрации висмута более 0,0053 в отливках с толщиной станок О мм выделяется эвтектический цементит и карбиды,Интервалы содержания кальция и лантана обусловлены тем, что указанные элементы производят модифицирующее действие ца структуру, измельчают графит и улучшают его форму, что способствует повышению антизадирных свойств и их стабильности. При сци3женин их концентраций ниже нижних пределов модифицирующий эффект проявляется слабо, а при увеличении их концентраций вьше верхних пределов повышается количество неметаллических включений, снижается стабильность структуры и антифрикционных свойств,Одной из особенностей предлагаемого чугуна является высокое остаточное содержание кальция, который пре О имущественно находится в связанном состоянии в виде соединения типа СаО и РеОэ. При увеличении концентрации кальция более 0,4 мас7 отмечается появление строчечных неметаллических 15 включений типа силнкатов и металло 1255 Таблица Содержание компонентов, мас. Состчугу 1 ис- Желемут эо тт- Сурий ма Иар- Иедь атан Кал емй нец 1 (и 9 вест 1 0,3 2 0,2,0 08 блица 2 ханическив свойства чугунов в. отливках с толщиной стенок, мм вдел Твердость, НВ Эадиростойкость, МПам/с чИзносостойкость олу еии при трении со смазкой стя 30 60 1 О 30 60(извст-ав) 1 241 215 18 012 780 420 3390 3150 1590 2,3 1,9 1,2 27 64 2 148 2008 1978 5597 5528 5397 3,8 3,2 2 160 2090 2012 5670 5592 5430 4,1 3,8 3 392 281 4 269 силикатов кальция, что снижает 658 4стабильность структуры и антизадирных свойствКак видно из табл. 2 дополнительное введение сурьмы и висмута и изменение содержания титана и других ингредиентов обеспечивают выравнивание твердости отливок в различных сечениях, повьппение износостойкости и стабильности задиростойкости, что приводит к повышению эксплуатацион,ных свойств литых изделий. Использование предлагаемого чугу на для производства износостойких разностенных отливок для узлов трения машин и механизмов позволит повысить их надежность и долговечность.1255 б 58 Продолжение табл.2 Состав чугуна ехаиические свойства чугунов в отливках с толнииой стенок, мм ТвердостьЯ Задиростойкость, НПам/с Иэносостой"кость ри полусухом тре- при тренин со нии смазкой женин,0 10 3 60 10 30 70 279 272 265 950 1890 1795 87 285 277 271 2220 2150 2076 5 248 228 189 018 312 255 238 208 575 1290 1 Составитель А. ОсманцевРедактор И. Дербак Техред И.Верес; Корректор А. Обруча Заказ 478 Подписноего комитета СССРий и открытийРаушская наб/5 Производственно-полиграфическое предприятие г. Ужгожгород, ул. Проектная, 4 Предел прочности при растн 0 Тираж 5 б 7 ВНИИПИ Государственнпо делам изобрете 113035, Москва, Ж4830 47 О 4530 3,6 3,2 2,7 5700 5615 5445 4,5 4,0 3,4 О 2 380, 1620 2,4. 1,9 ,4 500 4230 40102,9 2,6 2,0