Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 56 09) (11) 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСК усло- ко- ольостро СССР(54) ЧУГУ 57) относится к метал обретеничастнос гии, в стойки к изысканию износоповышенным физикойствами, применяебластях машиностроно хани кими с азличных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный заочный машительный институт(56) Авторское свидетельствоМ 732999, кл, С 22 С 37/10,Авторское свидетельство СУ 455164, кл. С 22 С 37/00. ения для деталей, работающих ввиях повышенных температур, знапеременных нагрузок и трения скжения. Целью изобретения являетсяповышение предела прочности на разрыв и предела прочности на изгиб,твердости, теплопроводности, износостойкости и стабилизации модуля упругости при 20-800 С, Предложенный чугун содержит, мас,Х: углерод 3,2 -4,0; кремний 2,3-2,8; марганец 0,30,8; фосфор 0,1-0;5; хром 0,05-0,30;титан 0,05-0,30; никель 0,1-0,5; молибден 0,1"0,7 медь 0,6-1,2; сурьма0,1-0,41 лантан 0,01-0,031 железо -остальное, Чугун предложенного состава может быть использован для из"готовления поршневых колец двигателей внутреннего сгорания, 2 табл, 1375675Изобретение относится к металлургии, .в частности к изысканию иэносостойких чугунов с повьппенными физикомеханическими свойствами, применяемых в различных. областях машиностроения для деталей, работающих в условиях повьпненных температур, знакопеременных нагрузок и трения скольжения,например, для поршневых колец. 10Целью изобретения является повьппение предела прочности на разрыв ипредела прочности на изгиб, твердос"ти, теплопроводности, иэносостойкости и стабилизации модуля упругости 15при 20-800 С,Предложенный чугун содержит,мас.Е:Углерод 3,2-4,0Кремний 2,4" 2,8 20Марганец 0,3-0;8Фосфор 0,1-0,5Хром 0,05-0,30Титан 0,05-0,30Никель 0,1-0,525Молибден 0,1-0,7Медь 0,6-1,2Сурьма 0,1-0,4Лантан 0,01-0,03)Келезо Остальное 30Введение углерода и кремния менеенижнего предела приводит к отбелучугуна и ухудшению обрабатываемости.Содержание этих элементов в чугуневыше верхнего предела увеличивает 35не только количество, но и размервключений графита, а также появляется ферритная структурная составляющая, что приводит к снижению модуляупругости и износостойкости получа-, 40емых деталей,Присадка марганца и хрома менееих нижнего предела приводит к выделению феррита в структуре чугуна, способствующему схватыванию и задирам, 45а следовательно, увеличению износа.Введение этих ингредиентов вьппе верхнего предела способствует отбелу,образованию неустойчивых карбидовхрома и резкому ухудшению обрабатываемости резанием.Фосфор способствует увеличениюжидкотекучести и износостойкости.Однако введение его вьппе верхнегопредела приводит к пористости, а сле довательно, увеличению брака и умень"шению прочностных свойств.Титан применяется для раскисленияжидкого чугуна и как нитридообраэующий элемент. Присадка его меньше нижнего предела практически не оказывает существенного влияния на состояние расплава, Содержание титана выше верхнего предела приводит к увеличению выделения шлака, что создает дополнительные трудности в получении качественных отливок.Присадка никеля меньше нижнего предела не оказывает достаточного влияния на структуру чугуна. С повышением его концентрации металлическая основа чугуна становится наиболее однородной и более устойчивой к влиянию высоких температур, а включения графита приобретают оптимальные размеры, Однако содержание никеля вьппе верхнего предела приводит к изменению (укрупнению) включений графита, т.е. к увеличй ию графитации, что отрицательно сказывается на теплопроводностиМолибден используется для повьппения механических свойств при высоких температурах, упрочняя твердый раствор путем образования мелкодисперсных карбидов, стабилизирующих границы зерен, Присадка молибдена меньше нижнего предела не оказывает влияние на свойства чугуна и износостойкость. При содержании его выше верхнего предела приводит к увеличению твердости в литом состоянии, ухудшая тем самым обрабатываемость отливок резанием.Легирование чугуна медью способствует перлитизации, увеличению прочностных свойств и теплопроводности. Присадка этого элемента меньше ниж" него предела не оказывает влияние на теплопроводность, хотя прочностные свойства и повышаются, Концентрация меди выше верхнего предела приводит к повышению твердости и изменению формы включений графита и их распределению, а следовательно, уменьшению теплопроводностиВероятно, это непосредственно связано с влиянием сурьмы на металлическую основу серого чугуна.Присадка сурьмы в указанных пределах приводит к стабилизации перлита в чугуне, повышению твердости и увеличению износостойкости, Содержание сурьмы выше верхнего предела приводит к уменьшению теплопроводности и ухудшению обрабатываемости, Присадка этого элемента меньше ниж 1375675него предела не обеспечивает полнуюперлитизацию; в структуре чугунанаблюдаются выделения ферритной составляющей, отрицательно влияющей наизнос детали.Введение лантана в указанных пределах приводит к рафинированию расплава чугуна, изменению формы неметаллических включений и уменьшению ихколичества в металлической основе,Это приводит к увеличению прочности,вязкости и упругих свойств чугуна, аследовательно, и износостойкости де ;талей в узлах трения. 15П р и м е р, Выплавку чугуна производят в индукционной печи ИСТ с кислой футеровкой. В расплав чугуна при 1480-1500 С вводят легирующиеэлементы: медь, никель, ферромолибден, феррофосфор, ферротитан, ферромарганец и сурьму,Перед заливкой в ковш вводят дробленый ферросилиций - ФСи лантан. 25Заливку в разовые формы проводятпри 1420-1360 С,Химический состав выплавленныхчугунов приведен в табл,1, а на физико-механические свойства после ис 30пытания приведены в табл,2,Результаты испытаний показали,что предложенный чугун обладает бо Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, фосфор, хром, титан, никель, молибден, медь и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения предела прочности на разрыв и предела прочности на изгиб,.твердости, теплопроводности, иэносостойкости и стабилизации модуля упругости при 20-800 С, он допол" нительно содержит сурьму и лантан при следующем соотношении компонентов, мас.Х:УглеродКремнийМарганецФосфорХромТитанНикельМолибденМедьСурьмаЛантанЖелезо 3,2-4,0 2,3-2,8 0,3-0,8 0,1-0,5 0,05-0,3 0,05-0,30,1-0,5 0,1-0,7 0,6-1,2 0,1-0,4 0,01-0,3 Остальное лее высокими физико-механическимисвойствами, позволяет использоватьего для изготовления, например, поршневых колец двигателей внутреннегосгорания.мло еОХЭ оло о о оМ И л ло о о о Сьь 4 о оИВо о о 1 Я1 11 о 1 м 1 л О 111л 1 о о и М М ф-ь В ло о о И о о И о о о о ов 1 Р1 ИОлоь оИ О С 4 В л а о о о М Сь 4 л вь о о о и л л л л СЧ СЧ СЧ 0 СО л л л м м м И л в о о 11375675 Таьлвде 2 ало" Мод лро йодщ ость,/и с 21000 6600 2 219 2 у 1440029501000 90 " 23 7 в 37 едлагаННй 314 450 219 4 7,0 Вваодящдйвред 270 7100 40 Составитель Техред Л.Сер епитькоова Корректор А.Ильин Редактор Г.Волков каз 746 Тираж 593 ВНИИПИ Государственного по делам изобретени 35, Москва, Ж, Раушскаизводственно-поли афическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4 360 5 343 4 Подписи омитета СССР и открытий иаб д,4/5