Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН С 22 С 37/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о О компрессоров. Цел, вьппение демпФирующпри сохранении урсвойств. Предлагмас.Е: С 3-3,4;Ус 0,04-0,1; Ии Ре остальное.в состав чугунаповьппение демпФирв 2-2,8 раза. 2 юл. У 47ов, Б.С. Крылов 088.8) относ ыть ис готовл ся к ме ользовано,нии деталеи а Об ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(54) ЧУГУН (57) Изобретенилургии и может например, при и ь изобретения - ивей способностиовня механическихаещий чугун содержит,81 2-2,4 у Ип 0,4-2,00,4-2,0; Со 0,4-1,2Дополнительный вводЯ и Со обеспечиваетуюцей способностиИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для изготовления деталей компрессоров, гидромашин и т.д.Цель изобретения - повышение демфирующей способности при сохранении ,уровня механических свойств на высоком уровне.Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.Содержание углерода в чугуне обеспечивает оптимальное сочетаниемеханических, литейных и демпфирукщих свойств. Уменьшение содержания углерода (менее 3,0 мас.й) приводит к снижению количества .и размеров графитовых включений, что понижает демпфирующие свойства, а также ухудшает литейные свойства чугуна. Повышение количества углерода в чугуне(более 3,4 мас.Е) способствует увеличению степени графитизации, увеличивает количество и укрупняет размеры графитовых включений, что снижает прочностные характеристики и плас тичность.Количество кремния в чугуне выбирают, исходя из необходимости получения структуры металлической основы без структурно-свободного цементита. В указанных пределах кремний : действует, главным образом, как графитизирующий элемент, Нри содержании кремния в чугуне менее 2,0 мас.7. в структуре металлической основы появляются включения цементита, что резко снижает механические и демпфиру" ющие свойства чугуна, Повышение содержания кремния в чугуне (более 2,4 мас.Ж) приводит к увеличению степени леуированиости твердого раствора и, следовательно, к сниже.нию пластических и ударных свойств чугуна.При содержании менее 0,4 мас.У. марганец оказывает слабое перлитизирувщее и легирующее действие на матрицу чугуна, незначительно повышая прочностные свойства чугуна. Кроме того, получение в чугуне меньшего содержания марганца затрудняется при использовании обычных шихтовых материалов. Увеличение содержания марганца (свыше 2,9 мас.Х) приводит к повышению степени легированности раствора следовательно, к снижению пластичности, уменьшению степени графитизацин и опасности появления в структуре металлической основы включений цементита, что резко снижает механические и демпфирующие свойства чугуна.Содержание иттрия в чугуне определяется условиями получения графита компактной формы. Верхний предел содержания нттрия ограничен 0,3 мас,7, поскольку при его большем содержании в чугуне затрудняется получение графита вермнкулярвой формы иэ-за образования шаровидного графита и повышается опасность появления в чугуне структурно-свободного цементита, При содержании иттрня в чугуне менее 0,04 мас.7 становится невозможным получение графита компактнойформы, в структуре чугуна образуютсявключения графита пластинчатой формы, что резко понижает прочность и пластичность чугуна.Алюминий в указанных пределах способствует стабильному получениюв структуре чугуна графита вермикулярвой формы и снижает склонность чугуна к отбелу. Нижний предел содержания алюминия выбирают, исходяиз того, что при его содержаниименее 0,2 мас.7. десфероидизирующее и легврующее действие не проявляется. Верхний предел содержания алюминия в чугуне ограничивается из-за его склонности к пленообразованию, ухудшающему литейные свойства чугуна, а также из-за образования в структуре чугуна графита нластинчатой формы, снижающего его механические свойства.Никель и кобальт вводят в состав чугуна как легирующне элементы, упрочняющие металлическую основу, и с целью повышения демпфирующей способности. Повышение прочностных свойств при введении этих элементов происходит вследствие легировавия твердого раствора, повышения количества и дисперсности перлита в структуре металлической основы. Кроме того, введение в чугун никеля и кобальта способствует выравнивавию механнческик свойств в различных сечениях отливки. При содержании никеля и кобальта в чугуне менее 0,4 мас.7. они не оказывают существенного легирующего действия, поэтому повышение механических и демпфирующвх свойств незначительно. Верхний46186 з 14 предел содержания легирующнх элементов определяется экономической эффективностью их использования, Результаты проведенных исследований влияния легирующих элементов (как по отдельности, тяк и совместное их действие) на механические свойства и демпфирующую способность чугуна показывают, что с увеличением содержания никеля и кобальта (более 2,0 и 1,2 мас.Х соответственно) интенсивность повышения демпфирующей способности и механических свойств резко снижается, поэтому дальнейшее увеличение содержания легирующнх элементов представляется нецелесооб" разным.Никель и кобальт вводятся в чугун с целью повышения его демпфирующей способности. Повышение демпфярующей . способности за счет ввода в чугун никеля и кобальта объясняется следующим, Данные элементы образуют с фер ритом твердые растворы замещения, понижают растворимость углерода в феррите, ослабляют закрепление дислокаций. Понижение растворимости углерода в феррите приводит к повышению величины магнитомеханического гистерезиса за счет увеличения подвижности границ магнитных доменов. Ослабление закрепления дислокаций приводит к облегчению протекания мнкропластических деформаций в материале и, следовательно, к повышению его неупругих свойствАлюминий вводится в чугун с целью стабилизации получения вермикулярной формы графита, наличие которой способствует повышению демпфирующей способности за счет увеличения надрезывающего действия графитовых включений.Чугуны выплавляют в лабораторных условиях в высокочастотной тигельной печи вместимостью 40 кг с основной футеровкой. Шихта состоит из передельного чугуна и остальных отходов. Никель икобальт загружают в печь вместе с 5шихтой, марганец в виде ферромарганца вводят в чугун после его расплав"ления. Алюминий вводят в чугун в печи под зеркало расплава при 1450 о1480 С. Сфероидизирующее модифицированне осуществляют в печи лигатуройФОЗО РЗМЗОБ в количестве 0,9-1,2 Жот массы металла, Температура модифицирования 1430-1450 С, Вторичноеграфитизирующее модифицирование про водят ферросилицием в заливочном ковше в количестве 0,6-1,0 Ж от массыметалла. Отливают стандартные пробы,из которых вырезают образцы для определения механических и демпфирукщих 20 свойств.Химический состав и свойства предлагаемого и известного чугунов приведены в табл. 1 и .2 соответственно.1 25 Как следует иэ табл. 2, дополнительный ввод в состав чугуна М, Со и А 1, а также использование вместо Уй редкоземельных элементов цериевой группы обеспечивает повышение демпфи рующей способности в 2-2,8 раза. Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, иттрий и железо, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения демпфирующей способности при сохранении уровня механических свойств, он дополнительно со держит никель и кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.7 фУглерод 3,0-3,4 Кремний 2,0-2,4 Марганец 0,4-2,0Иттрий О, 04-0, 10Никель , 0,4-2,0 Кобальт 0,4-1,2 Железо Остальное1446186 б Таблица 1 Содержание элементов, мас. Х Чугун С . Зх Кп Уй Я Со А 1 Ре Известный Остальное;МПа 8, % КС НВ Сх 10, ИПа ввести 42 56 60 Предлагаемый О,385 4 110 30 25 470 16 90 Составитель Н. КосторнойРедактор Н. Гунько Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк Закан 6719/32ВНИИПИ Государ Тираж 595 Подписное венного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ 113035, Москва, Ж, Раущская наб., д, 4/5 венно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Произ Предлагаемыйй 2,5 15 0,1 0,24,0 4,0 1,2 0,15 3,0 2,05 0,4 0,04 0,4 0,4 0,2 3,03 2,35 2,0 0,1 2,000 1,2 0,6 340 225 12 008 12 08 04 241 3,5 143 5,0 11,5 12,0