Лигатура

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Союз СветскихСоциалистическихРеспублик пп 697588 Жс(51)М. К .2 С 22 С 35/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 151 1,79, Бюллетень И 042 Дата опубликования описания 20,11,79(71) ЗаяВИтЕЛИ Институт проблем литья АН Украинской ССР и Киевский завод им. Лепсе(5 4 ) ЛИГАТУРА Изобретение относится к чернойметаллургии и литейному производству, в частности к производству лигатур для получения износостойкого чугуна для отливок гильз двигателей,Известна лигатура для чугуна 1. следующего состава, вес.З:Углерод 0,1-2,5Кремний 10,0-20,0Хром 15,0-20,0Ванадий 20,0-45,0Никель 15,0-35,0Медь 0,1-10,0Железо Остальное.15К основным недостаткам этой лигатуры относятся высокая температура плавления, средняя степень усвоенияи сравнительно слабое влияние на микроструктуру и свойства обрабатываемого чугуна. При изготовлении отливок типа гильз двигателей в металлических формах зта лигатура не предотвращает выпадение структурно-свободного цементита и не обеспечивает 25получение высоких антифрикционных свойств.Целью изобретения является разработка состава лигатуры, обеспечивающего уменьшение температуры ее плавления и повышения степени усвоения,улучшения формы и уменьшения размеров графитовых включений, предотвращения выпадения структурно-свободного цементита и повьюаения физико-механических свойств металла, особенноантифрикционных,Поставленная цель достигаетсятем, что предлагаемая лигатура дополнительно содержит марганец, сурьму,барий, стронций и редкоземельныеметаллы при следующем соотношениикомпонентов. вес.Ъ:Хром 8,0-20,0Кремний . 18,5-22,5Никель 6,5-15,0Медь 5,0-12,5Углерод 0,3-3,5Марганец 0,5-10,5Сурьма 2,0-10,0Барий 0,05-1,5Стронций 0,05-1, 25Редкоземельные металлы 0,05-1,5Железо ОстальноеВвод в состав лигатуры марганцаспособствует уменьшению температурыее плавления и повышению дисперсности перлита, При содержании марганца,25 ,84 нций 1,5 26 0,05 22,6 Ванадий Железо т а л ь н о меньше 0,5 он не оказывает влиянияна микроструктуру и свойства 4 угуна,а при повышении его содержания больше 10,5 заметного улучшения микроструктуры не наблюдается и интифрикционные свойства чугуна начинаютуменьшаться,Оптимальное содержание в лигату,ре сурьмы способствует перлитизацииметаллической матрицы микрострукту-ры, образованию сложной карбидосурьмянистофосфористой эвтектики, приводящей к повышению антифрикционныхсвойств чугунаВвод в состав чугуна меньше 2,0 сурьмы не оказываетзаметного влияния на температуру ееплавления и усвоения, мало влияет.на улучшение микроструктуры и повышение свойств чугуна. При увеличении содержания сурьмы больше 10,0значительно увеличивается количество эвтектики, чугун становится хрупким и снижаются его прочностные иантифрикционные свойства.Барий, стронций и редкоземельныеметаллы (РЗМ) вводятся в состав лигатуры с целью повышения ее модифицирующего действия и подавления выпадения структурно-свободного цементита. Нижний предел по содержаниюбария 0,05 определяется началомего модифицирующего действия, Присодержании бария больше 1,5 еговлияние на форму и размеры графитовых включений значительно уменьшаются, что практически приводит кмалому изменению прочностных и антифрикционных свойств.Содержание стронция меньше 0,05не оказывает влияния на микроструктуру и свойства чугуна. Оптимальным содержанием стронция, обеспечивающим подавление выпадения структурносвободного цементита, улучшениемикроструктуры и повышение свойствчугуна, является 0,05-1,25. Прибольшем содержании стронция еговлияние на свойства чугуна практически не ощущается.Ввод в состав лигатуры РЗМ, наряду с положительным их влиянием настабилизацию перлита и подавлениемобразования структурно-свободногоцемента, приводит к уменьшению размеров карбидосурьмянистофосфористойэвтектики, При содержании РЗМ в количествах меньших 0,05 влияния намикроструктуру и свойства чугуна необнаруживается. При повышении содержания РЗМ больше 1,5 его действияна уменьшение размеров включенийэвтиктики уменьшается и в результате наблюдается уменьшение прочностных и антифрикционных свойств,П р и м е р. Выплавку лигатурразличного состава проводят в индукционной печи марки МГП. Хими 25 ческий сос"ав, температура плавленияи степень усвоения исследуемых лигатур различного состава приведеныв табл. 1. Иэ данных табл. 1 видно,что лигатуры 1 и 11 соответствуют по30 составу известной лигатуре. Лигатура 111 содержит меньше, чем в предлагаемом составе, хрома, кремния,никеля, меди, бария и РЗМ,а лигатура1 Х - больше хрома, никеля,сурьмою и РЗМ35 и меньше марганца. Лигатуры с обозначением 1 Ч-Ч 111 соответствуют по составу лигатуре предлагаемого составас различным содержанием входяших внее элементов,Таблица 1697588 Продолжение табл,1 Эле сво 1360 1365 1340 1335 1340 1375 79, 5- 8086 87,5 8085,5 6975 76,5- 79- 82 82,5 Из данных табл. 1 видно, что лигатура предлагаемого состава имеетпо сравнению с известняк более низкую температуру плавления и это обеспечивает повышение процента ее усвоения с 70-76, до 76,5-87,5,Для исследования влияния. лигатур всех составов на микроструктуру и свойства исходного чугуна в печи ДСП,5 выплавляют чугун следуна 1 его химического состава, вес.: 3,27-3,32 углерода, 1,64-1,67 кремния, 0,82-0,86 марганца, 0,11-0,14 хрома, 0,06-0,08 никеля, 0,05-0,09 меди, 0,07-0,08 фосфора и 0,035-0,042 серы. Т а б л и ц а.2 теристикрострукЛигтурИ схоый П, Г 06 Гр 7, ГФ 5,Гдб,10 ,06 16 П, Г 06Грб, Гф 5, Гд 5 5,4 21,8 15,8 16,5 16,3 10,9 1,12 97 П,Г 04 Гр 5, Гф 4 1,14 5,0 1,25 3,3 1,29 1,2 ч 102 "1;5 . 2 2,0 2 18,1 Температура плавления, С 1390 1385 1400 Степеньусвоениячугуном при1350 1380 оС72-76 70-75 6874,5 После расплавления чугун перегревают до температуры 1440110 С, за тем порциями по 100-120 кг выливаютв ковш, при переливе из которого вболее мелкий ковш чугуна с температурой 1375-Ь 390 фС проводят его обработку лигатурами различного 25 состава. Для обработки чугунаиспользуют 1,0; 2,0 и 3,0лигатур. Влияние различных количеств лигатур составов 1-1 Х на величину отбела клиньев, микроструктуру и физико- механические свойства чугуна приведено в табл, 2,697588 Продолжение табл Характеристика микроструктуры Величина отбе Лиг тур физико-механические свойства чугуна нос ла поклину,ММ Твердост Относительная износостойкость редел теучести,0.учшенивойств ых покауры предпо сравуменьшить, -4,5 доелкопласредел1,8-23,4ить пре 3-16,4ть тверф 5 сть с мула изобретения Лигатура, содержний, никель, медь,отличающаяцелью снижения температповышения степени. еедотвращения выпадениясвободного цементитафизико-механических сона дополнительно содерсурьму, барий, стронциймельные металлы при слешении компонентов, вес.Хром 8-.Кремнйй 18, 5 хром, кремод и железо,тем что, с ры плавления, оения, пре- руктурноовышенияств чугуна, ит марганец, и редкозеующем соотноащая угле с я ому расченость отия лигатуи повыше- ифрикцион,16 руб.а гильз т, что пред ности, моиде мехаодержащих все входя- менты, На 2,Из дал ых таблвидоптимальный расход лигатходит с я в пределах 1, 5-2большем расходе заметного улмикроструктуры и повышения счугуна не происходит.Сравнение полученных даннзывает, что применение лигатлагаемого состава позволяетнению с известной лигатуройвеличину отбела на клине с 85,2-2,6 мм, получить более мтинчатый,графит, увеличить ппрочности при растяжении с 2до 23,2-26,2 кгс/мм , увеличдел условной текучести с 15до 16,1-18,5 кгс/мм 2, повысидость с 184-195 до 192-212 ки относительную износостойко1,06-1,12 до 1,13-1,38.Согласно предварительнту экономическая эффективповышения процента усвоенры предлагаемого составания свойств, особенно антных, чугуна составит 1,38на 1 т годных отливок типдвигателей.Исследования показываюложенная лигатура, в частжет быть использована в внической смеси сплавов, св необходимом количествещие в состав лигатуры эле 1 пример, механическая смесь сплавовможет состоять из: ферросиликохромамарок ФСХ 18-ФСХЗО 27,5 - 42,5, .силикомарганца марок СМп 14-СМп-20,0-35,0 и одного или несколькихсплавов (22,542,5), содержащих внеобходимых количествах никель,медь, сурьму, барий, стронций, РЗМи примеси,Предварительный расчет показывает, что за счет уменьшения расходалегирующих элементов, повышения усвоения лигатуры и повышения физикомеханических свойств экономическаяэффективность составит 3,62-4,18 рубна 1 т годных отливок.697588 10 Редактор С. Аыжова Заказ 6544/8 Тираж 727 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 НикельМедьУглеродМарганецСурьмаБарийСтронций 6,5-15,0 5,0-12,5 0,3-3,5 0,5-10,5 0,2-10,00,05-1,50,05-1,25 Редкоземельные металлы 0,05-1,5Железо ОстальноеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 9 417520, кл, С 22 С 35/00, 1974. Составитель Т. ПлатицинаТехред О, Андрейко Корректор М, Шарсши