Чугун

И И ЕЛЬ о СССР10,982,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ(5) Изобретение относится к областипроизводства черных металлов, применяемых для получения отливок, работающих в парах трения при высокойскорости и больших гидравлическихдавлениях. Целью изобретения является повышение механических, антифрикционных свойств и гидроплотности чугунных отливок. Предложенныйч;.гун содержит, мас,М: углерод 2,83,5; кремний 1,8-У,7; марганец 0,51,2; медь 0,2-0,7; фосфор 0,1-0,2;магний 0,03-0,05; барий 0,1-0,3;индий 0,05-0,1; железо остальное.2 табл.5О15 Изобретение относится к производству черных металлов, применяемых для получения труб, гильз, блоков и других отливок, работающих вкачестве антнфрикционных в парахтрения и высокого гидравлическогодавления, и может быть использованов металлургической судостроительноймашиностроительной и других отрасляхпромышленности.Целью изобретения является повышение механических, антифрикционныхсвойств и гидроплотности чугуна,П р и м е р. Выплавку чугуна производили из свежих шихтовых материалов в индукционной печи емкостью25 кг в тигле с кислой кварцевой Футеровкой. При температуре чугуна1420 С заливали слитки типа "скамейка"Химический состав предлагаемогои известного чугунов приведен втабл,1.Выбор количественного соотношенияэлементов сделан, исходя из следующих соображений,Содержание углерода колеблется впределах 2,8-3,53, что облегчаетпроцесс получения металла в вагранках, повышает литейные свойства чугу.на, Увеличивать содержание углеродавыше верхнего предела нецелесообразгно так как это отрицательн о сказывает 1ся на механических свойствах чугуна.Кремний содержится в количестве1,8-2,77. Содержание кремния выше2,77 вызывает появление хрупкостидаже при обычном содержании марганцаи фосфора. При уменьшении содержания,кремния ниже 1,8 Е в тонких отливкахможет быть выделение графита в видепластинчатого, кроме того, увеличивается область повышенных усадочныхраковин, что отрицательно сказывается на гидроплотности. Марганец оказывает на структуру чугуна влияние, противоположное вли.янию кремния, уменьшая количество феррита и увеличивая количество перлита, в связи с чем повышается 8 и понижается б . Поэтому дпя получения высокой пластичности содержание мар-. ганца не должно быть ниже 0,5 Е, что исключает термообработку. При увеличении марганца выше уменьшается из,нос чугуна. Содержание марганца выше 1,27 приводит к увеличению коли-,20 25 30 35 40 45 50 55 чества перлита и увеличению порога хладколомкости.Фосфор оказывает весьма существенное влияние на структуру и свойства чугуна, образуя ФЭ и понижая удлинение и ударную вязкость, поэтому его содержание не должно превышать 0,27 а в толстостенных отливках, где широко развивается ликвация, содержаниедолжно быть 0,17, что способст- вует сохранению мелкозернистой структуры.Медь должна быть в количестве 0,2- 0,7 Е. При повышении содержания меди больше 0,77. образуется пластинчатый графит, а при снижении меди ниже 0,2 Е повышения прочности чугуна не происходит. Введение магния в указанном соотношении (0,03-0,05) оказывает положи- . тельное влияние как сфероидизатор, если меньше магния, то графит кристаллизуется в шаровидную Форму только частично, вследствие чего механические свойства чугуна понижаются. Более высокое содержание магния (более 0,053) приводит сначала к образованию цементита в сырой структуре, а затем к перемодифицированию,(образованию пластинчатого графита).Более низкое содержание магния (меньше О,ОЗЕ) не приводит графит в шарообразную форму, что отрицательно влияет на антифрикционные свойства.Введение в состав чугуна индия в количестве 0,05-0,17 и бария в количестве 0,1-0,37 с низкой температурой плавления способствует получению требуемой шаровидной Формы графита и мелкозернистости структуры, улучшает пластические свойства чугуна, что связано с преимущественным распределением этих элементов внутри зерен. Кроме того, эти элементы способствуют укреплению границ зерен, так как все окислы вытесняются вовнутрь зерен, Вместе с тем, индий и барий являются раскислителями, введение которых повышает качество металла, способствует повышению плотности отливок, особенно в тонких сечениях, таких изделий, как гидроблоки. Сниже- ние содержания элементов меньше нижнего предела не обеспечивает всех вышеприведенных качеств высокопрочного и антифрикционного чугуна, Повыше ние содержания указанных элементов выше верхнего предела резко снижает266891 ны,Таблица 1 Химический состав, мас,781 Ип Сц Р И 8 . Ва 1 п С Чугун С СеРе 2,8 1,8 0,5 0,2 О, 0,03 О,Пред- лага- емый 0,05 Остальное 3,1 2,3 0,9 0,5 О, 5 0,04 0,2 0,08 3,5 2,7 1,2 0,7 0,2 0,05 0,3 0,1 2,5 1,5 0,3 0,1 0,05 0,01 0,05 0,01 4,0 3,0 1,5 0,9 0,25 0,08 0,4 0,15 ИзвестЫЫЙ 3 О 3 1 1 б 1,1 О 5 0-- О 08 О 08 пластические свойства чугуна за счетвыделения окислов индия и бария награницах зерен,Из полученных слитков изготовлялиобразцы для исследования механическихи антифрикционных свойств чугуна. Кроме того, изготовляли пробы на гидроплотность.Испытания на разрыв образцов проводили на машине марки Р, на удар - 10на машине КМ. Антифрикционныесвойства чугуна определяли на машинетрения МИпо схеме ролик - частичный вкладыш с постоянной скоростьюскольжения 7 = 0,45 м/с,15В табл,2 по результатам испытанийприведены механические, антифрикционные свойства и гидроплотность предлагаемого сплава в сравнении с известным. 20Как видно из таблицы, чугун предлагаемого состава обладает высокимиМеханическими, антифрикционнымисвойствами и гидроплотностью.Кроме того, предлагаемый сплав показал высокую работоспособность придлительных испытаниях на стендах всистеме гидронасосов и гидромоторов.ресурс опытной партии деталей "блок",изготовленных из предложенного состава чугуна, составил 32000 ч при удельных давлениях до 400 атм и литейных скоростях до 15 и/с.Таким образом, предлагаемый сплав по механическим, антифрикционным свойствам, износостойкости и гидро- плотности превосходит известные чугуФормула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, фосфор, магний и железо о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических антифрикционных свойств и гидроплотности, он дополнительно содержит барий и индий при следующем соотношении компонентов, мас,7:Углерод 2,8-3,5Кремний 1,8-2,7Марганец 0,5-1,2Медь 0,2-0,7Фосфор 0,1-0,2Магний 0,03-0,05 Барий 0,1-0,3Индий 0,05-0,1Железо Остальное1266891 Таблица 2 МаксимальноезначеЧугун вкгс мм О. мгоа,кгсмсм ние гидроплотностикгс/мм Предлагаемый 0,3 5,6 0,3 5,4 0,3 5,5 0,70 9,4 0,72 9,5 600 120 8 125 8 600 600 120 8 420 92 450 Известный 460 0,5 9,0 90 Составитель Н.Шепитько Техред А,Кравчук Корректор, М, Самборская Редактор И.Рыбченко Тираж 567 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раущская наб д.4/5