Чугун

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 960300 Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 18 Д 381 (21) 3261171/22-02 1 ЩМ.Кл. С 22 С 37/10 с присоединением заявки Мо Государственный комитет СС.С Р ио делам изобретений и открытий(53 УДК 66913-. -018 . 2 ( 088. 8) Дата опубликования описания 230982 В.Д,Краля, Ю.С.Потапов, И.В.Булат и А.П Корюрщд ,тС . Ц д(72) Авторы изобретения НаУчно-исследовательская лаборатори транспорта Молдавской ССР(71) Заявите е отно в част и може чения кщих у ится к черной ости к литейному быть использозносостойких чугарно-циклические Наиболее бли по технической мому результату ющего химическо УглеродКремнийМарганеМедьНикельХром ысбкопрочный 2,8-3,82 2-,3, 50,3-0,90,15-0,750,05-0,250,05-0,250,05-0,120,01-0,10,901-0,0150,001-0,0150,001-0,0050,001-0,015ф,001-0,010,02 -0,080,001-0,0030,015-0,0350,01 -0,05Остальноен обладает повышластичностью 13тойкость его из-заялегирующих зле АлюминийБарий.СтронцийРедкоземметаллыМагнийКальцийМолибденБор ые О, 01-0, 2 0,025-0,08 0,01-0,15 0,2-0,95 0,001-0,08 Оу 01-0,25 ОстальноеВанадийКобальтМолибденНиобийВольфрамОловоМагнийЦерийКальцийАлюминийЖелезоИзвестный чугуной вязкостью иОднако износоснизкого содержантов незначительн 0 о з Желе оИзвестный из носостойкий чугун. обладает следующими свойствами.Предел прочности прирастяжении,кг/ммф 94,8-96,2Относительное удлинение, % 7-8,Ударная вязкость,кгм/см 1, 9,2-9,6 енИзобретениметаллургии,производствувано для полунов, испытыванагрузки.Известен вдержащий,весУглеродКремнийМарганецМедьНикельХромТитан им к изобретению щности и достигае является чугун сле состава, вес.%: 3,2-3,8 3,3-45 0,6-0,9 1 -2,5 0,5-.1, 5 0,07-0,25 0,05-1,5 0,005-0,1285-295 Твердость, НВОтносительнаяизносостойкость ,1,48- 1,75Известный состав чугуна применяется для отливок, к которым предъявляются требованияпо износостойкос-.ти и механическим свойствам 2 1.Недостатком данного чугуна является незначительная его износостойкость при работе в гидроабразивныхусловияхЦелью изобретения является повышение износостойкости чугуна присохранении механических свойств.Цель достигается тем, что чугунсодержащий углерод, кремний, марга- .нец, медь, никель, хром, алюминий,;барий, стронций, редкоземельные металлы, магйий, кальций, молибден,бор, олово и железо, дополнительносодержит цирконий, ванадий, вольфрам щпри следующем соотношении компонентов, вес.:Углерод 3,2-3,8Кремний 3, 3-4, 5МарганецМедь 1 -2,5Никель 0,5-1,5Хром 0,07-0,25Алюминий 0,05-1,5Барий 0,005-0,1Стронций 0,005-0, 130Редкоземельныеметаллы О, 01-0, 2Магний 0,025-0,08Кальций 0,01-0,15Молибден 0,2 -0,85 .35Бор 0,001-0,08Олово 0,01 -0,25Цирконий 0,1 -0,5Вольфрам 0,01 -0,3Ванадий 0,01 -0,3 40Железо ОстальноеЧугун в качестве примесей содержит,вес"Серу 0,01-0,001Фосфор 0,01-0,05 45Дополнительное введение в составчугуна легирующих элементов циркония 0,1-0,5, ванадия 0,01-0,3,и вольфрама 0,01-0,3 способствуетупрочнению металлической матрицы,повышению его износостойкости.Цирконий в составе чугуна сдособствует измельчению перлитной структуры чугуна. Он вызывает измельчениеи одновременно увеличение включенийшаровидного графита в чугуне, что всвою очередь повышает физико-механические свойства чугуна. Он энергично соединяется в жидком чугуне с кислородом, серой; азотом, связывая ихв тугоплавкие соединения, что такжеспособствует увеличению износостойкости. Особенно эфФективно в этомнаправлении влияние циркония совместно с медьЬ и модифицирующими элементами ." редкоземельными металлами,магнием и барием, способствующимиравномерному его распредецению вструктуре матрицы. Нижний предел содержания циркония в чугуне 0,1 ограничивается тем, что при наличииего в составе менее 0,1 его влияние на иэмельчение металлическойосновы чугуна и включений шаровидного графита и на их увеличение непроявляется. При содержании в чугуне 0,1 циркония.совместно с 0,2редкоземельных металлов при наличиибария, кальция и магния происходитзначительное измельчение металлической матрицы чугуна, графита и увеличение количества его. При содержаниив чугуне более 0,5 Йиркония в чугуне появляются первичные карбиды, отбел, что вызывает значительное понижение его. физико-механических свойств.Введение в состав чугуна вольфрамаи ванадия в количествах по 0,01-0,3способствует упрочнению металлическойматрицы чугуна, получению более высокой твердости, повышая при этом износостойкость чугуна. При этом их присадка в чугун одновременно увеличи-вает сопротивление хрупкому разруше-нию чугуна.При содержании в чугуне менее 0,01ванадия и вольфрама их действие наупрочнение матрицы чугуна и на увели-.чение его износостойкости не проявляется. Наличие в чугуне более 0,3 ванадия и вольфрама вызывает образование первичных карбидов и отбел чугуна, что вызывает ухудшение свойствчугуна,Медь, никель, молибден, олово, бор в составе чугуна вызывают повышение его Физико-механических свойств, способствуют увеличению его износостойкости.Модифицирующие элементы - кальций, магний, барий, стронций и редкоземельные металлы способствуют рафинированию, дегазации и десульфурации чугуна, а также получению в нем шаровидной Формы графита.Составы расплавленных и испытанных чугунов приведены в табл. 1.Ф а Ц 3 фо оо сЧ о а оч о со о а ФФ Р с о н. с о оЧугуны выплавляют в индукционной печи емкостью 30 кг. Предлагаеьий состав чугуна получают путем выплавки исходного чугуна с добавкой в него легирующих элементов никеля, меди, алюминия, молибдена, бора, олова, 5 циркония, вольфрама, ванадия и последующего его модифицирования комплексным модификатором, содержащим, вес.Ъ." магний 8, кальций 12,5 барий 2, стронциЯ 15 редкоземельные метал лы 1,5, кремний 46, остальное - железо. Чугун вторичйб модифицируютФС 75 в количестве 1 от веса жидкого чугуна.15Для исследования структуры, меха-, нических свойств и износостойкости чугуна заливают трефовидные пробы и клинья, которые проходят термическую обработку - нормализацию по режиму: эп нагрев до 950 С, выдержку 1,5 ч, охлаждение на воздухе, с последующим отпуском при 620 фС в течение 1 ч. Иеханические свойства и микроструктуру чугуна исследуют на образцах,вырезанных из трефовидных проб. Гкдроабразивную износостойкость чугунаиспытуютна образцах в виде пластин размером 60303 мм в воде с содержанием абразива (песка) до 10.После испытаний по потере веса пластин определяют скорость износа материала (в г/ч).Износостойкость чугунов при сухомтрении определяют на образцах диаметром 6 мм, высотой 15 мм, на машинетрения ИТМ.УСловия испытания нанзносостойкосты скорость вращенияобразцов Ч8 м/с прн удельном давлении Р50 кг/смф, время испытания 200 мин.По потере веса образцов до и после испытаний определяют износостойкость чугуна,Механические свойства, износостойкость и микроструктура испытываемыхчугунбв приведены в табл. 2,960300 Формула изобретения Составитель Г.ДудикРедактор Н.Гунько Техред Ж,Кастелевич Корректор,О.Билак Заказ 7156/33 Тираж 660 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, РауШская наб д. 4/5,мого состава чугуна показывают, чтоизносостойкость его в гидроабразивной среде увеличивается на 1525,а износостойкость при сухом трениина 10-15 (по сравнению с известным).При этом механические свойствапредлагаемого состава чугуна находятся на достаточно высоком уровне,Предел прочности прирастяжении, кг/мм 96,4-97,6Относительноедлинение,4,2-5,0дарная вязкость,. к,гс/см4,0-4,8Твердость, НВ 310-312По предварительным расчетам технико-экономический эффект от применения предлагаемого состава чугунасоставит 10-15 руб. на 1 т отливокза счет повышения гидроабразивнойиэносостойкости,чугуна на 15-25,что и соответственно увеличит срокслужбы деталей машин, работакцих вгидроабразивных средах,Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, хром, .алюминий, барий, стронций, редкоземельные металлы, магний, кальций, . молибден, бор, олово и железо, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с,целью повышения иэносостойкости чугуна при сохранениимеханическихсвойств, он дополнительно содержитцирконий, вольфрам и ванадий приф следукцем соотношении компонентов,в вес.:Углерод 3,2-3,8Кремний 3, 3-4,5Марганец : 0,6-1,5 -10 Медь 1 "2,5Никель .0,5-1,5Хром 0,07-0,25Алюминий 0,05-1,5Барий . 0,005-0,15 Стронций 0,005-0,1Редкоземельные ., )металлы 0,01-0,2Магний 0,025-0,08Кальций .0,01-0,15;щ Молибден 0,2-0,85Бор 0,001-0,08Олово О,01-0 25.Цирконий О, 1-0, 5Вольфрам 0,01-0,3Ванадий 0,01-9,3Железо ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 735923, кл, С 22 С 37/04, 1980.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке 9 2942575/22-02/,кл, С 22 С 37/10, 1980,