Чугун

(54) Ч ии ов ей селя изготовраннегопрочностиванадиемредиенибд СераЖелезоУказанный чугуностьСМ 50 НЙС), нзн ую тве росто 1Изобретение относится к металлургв частности к изысканию термо- и износ 1стойких чугунов, применяемых для изгот лення ответственных деталей двигател внутреннего сгорания методом литья,Известен чугун 1 , содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, РУ, хром, аломнний, бор, молибден и железо, который применяется для изга товления седел клапанов двигателей внутреннего сгорания в следующем соотношении, вес, %:Углерод2,4 - 2,8 Кремний 1,8-2,3. Хром 1,3-2,0фосфор О,Д,5Марганец 0,6-0,8 Алюмюий 1,3-1,6 Мол ен 0,3-0,6 Бор 0,001-0,0025Не более 0,1 Остальноеимеет высок д остойкость и устойчивость при температурах до 700 ф,Однако чугун плохо обрабатывается,имеет пониженную термостойкость и прочность,з Наиболее близким по техническойности и достигаемому эффекту являетсчугун 2, предназначенный д:пения вставок двигателе внутсгорания. С целью повьппения1 в:и износостойкости он легированпри следующем соотношении ингтов, вес. %;Углерод 3,5-4,25Кремний Г,О-З,О. Марганец 6,0-8,0Алюминий 1 р 0-1,25Хром О, 1-0,2Ванадий 0,15-0;3Железо Остальное20Чугун имеет предел прочности наизгиб 38-43 т/мм, твердость НВ223-289 кгlммстрелу прогиба3 9814Структура чугуна состоит из аустени та, карбидов и большого количества . графита. Однако указанный чугун имеет недостаточно высокие прочностные свойства, ростоустойчивость и износостойкость при повышенных температурах.Целью изобретения является повышение прочности, ростоустойчивости, износостойкости.Указанная цель достигается тем, что 1 в в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, ром, ванадий и железо, дополнительно введены азот и бор, при следующеФ соотношении ингре-, диентов, вес.%1Углерод 3,5-4,0Кремний 0,5-2,0Марганец 1,5-2,0Алюминий 1,0-2 ф 5Хром 0,2-0,3МВанадий 0,2-0,5Азот 0,015-0,03Бор 0,001-0,0025Железо ОстальноеЧугун имеет структуру, содержащую легированный феррит, сложные эвтектийн, карбиды и нитриды, Термическая стабильность указанной структуры значительно выше, чем у чугуна с основой из марганцевистого вустенита. , 36Содержание углерода и кремния лимитируется суммой С +61 в пределах 5,0-6,0, Снижение этой суммы ведет к снижению обрабатываемости, увеличение - приводит к образованию при комй33 лексном действии на металл углерода, кремния и алюминия, повышенного количества графита, приводящему к снижению ростоустойчивости и увеличивающему склонность чугуна к высокотемператур м:49 ному окислению.Алюминий, квк графигиэатор, Урввнов шивает карбидостабилизирующее действие : комплекса марганец - хром - ванадий, а с другой стороны - резко повышает стабильность металлической матрицы и4 ее устойчивость к воздействию повышенных (до 800 С) температур.Верхний предел содержания алюминия по мере его увеличения сверх 2,5% ли- . митируется быстрым снижением ростоустойчивости сплава. Кроме того, способствует. повышению теплопроводности. 33 фВанадий при его содержании свыше0,2% повышает механические свойствачугуна и его износостойкость путем ораэоввния комплексныхэвтектик и карбидов,однакоприсодержанииванадня 0,5%: небольшое повышение свойств уже не компенсируется и ведет к удорожанию шихтовых материалов,Введение небольших количеств азотаи бора не оказывает существенного влияния на структуру металлической матрицыно приводит к образованию большого количества мелкодисперсных нитридов икарбидов, равномерно распределенных вметаллической основе, что повышаетизносостойкость сплава,Чугуны вьшлавляют для изготовленияседел клапанов тракторных двигателей.Плавку ведут в кислой индукционной печи ИСТ 0,06, в качестве шихтовых материалов используют стальной лом: передельный чугун ПВК-Зуглеродный бойэлектродов, дуговых печей, азотированный ферромврганец, форрохром, феррованедий, первичный алюминий и борную кисло.ту,В таблице приведены составы и свойствв Чугунов.Относительную износоустойчивостьопределяют при трении скольжения (беэкачения) нв машине трения МИ 1 М приотсутствии смазки. В качестве контроляиспользуют кольцо из стали 45, Величинуотносительной ростоустойчивости определяют на дилатометре Шевенара по отношению к известному чугуну. Прирост массы определяют нв цилиндрических образцах при нагреве их нввоздухе в муфельной электропечи до=950 С. Время выдержки при даннойтемпературе составило 10 ч,Как видно из приведенной таблицы,предлагаемые чугуны имеют прочностьна разрыв н среднем на 38% больше,износостойкость при сухом трении - на34% выше, ростоустойчивость в диапазоне рабочих температур - на 28%. Стойкость к высокотемпературному окиалению у предлагаемого чугуна примернов 2 раза выше, При этом обрабатываемость чугуна в связи с повышениемего твердости ухудшается незначительно,7 981433 8формула изобретения Алюминий 1,0-2,5Хром 0,2-0,3Ванадий 0,2-0,5Азот 0,015-0,035 Бор 0,001-0,0025Железо ОстальноеИсточники информациипринятые во внимание,при экспертизе Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, ванадий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности, ростоустойчивости и иэносостойкости, он дополнительно содержит,азот и бор при следующем соотношении ингредиентов вес, %;Углерод 3,5-4,0 Кремний . 0,5-2,0 Марганец1,5-2,0 1 Ф 1 Авторское свидетельство СССР Ж 359292, кл. С 22 С 37/06, 1972. 2, Авторское свидетельство СССРСоставитель Г. Дуднк Редактор М. Товтин Текред М.Гергель Корректор М, Демчик . Заказ 9640/40 Тйраж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауйская наб., д. 4/5филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4