Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, никель , магний, редкоземельные элементы и железо, отличающийс я тем, 4TOj с целью повьааения твердости и износостойкости отбеленной части отливки при сохранении удовлетворительной обрабатьшаемос и неотбелённой части отливки, он содержит компоненты в следукадем соотношении , мас.%; 3,3-3,8 Углерод 2,2-3,0 Кремний 0,05-0,45 Марганец 0,05-0,60 Хром 0,02-0,09 Молибден 0,1-1,0 Никель 0,02-0,06 Магний Редкоземельные 0,003-0,050 § элементы Остальное Железо СО

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) С 22 С 37/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТКРЫТИЙ (21) 3534425/22-02 (22) 07,01.83 (46) 30.06.84. Бюл. Р 24 (72) M.M.Ëåâèòàí, О.H.Êðþ÷êîâ, A.È.Ðåçíèêîâ и Б.И.Ущерович . (71) Центральный ордена .Трудового

Красного. Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (53) 669.15-196 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

М 238788, кл. С 22 С 37/10, 1969.

2.Авторское свидетельство СССР

Р 450494, кл. С 22 С 37/00, 1974. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден,никель, магний, редкоземельные элементы и железо, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что) с целью повьааения твердости и износостойкости отбеленной части отливки при сохранении удовлетворительной обрабатываемосФи неотбеленной части отливки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ:

Углерод 3,3-3,8

Кремний 2,2-3,0

Марганец 0,05-0,45

Хром 0,05-0,60

Молибден 0,02-0 09

Никель 0,1-),0

Магний 0,02-0,06

Редкоземельные элементы 0,003-0,050 I

Железо Остальное

1100328

Изобретение относится к металлургии сплавов, в частности к разработ- ке химического состава чугуна для деталей с отбелом, работающих в узлах трения и испытывающих повышенные контактные напряжения, например, для элементов газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания.

Известен чугун (Q, содержащий, мас.%:

Углерод 3,0-3,5

Медь 3,0-3,8

Кремний 0,3-0,4

Марганец 0 1-0,2

Никель 0,1-0,3 15

Хром 0,2-0,3

Молибден 0,1-0,3

Сера До 0i10

Фосфор Цо 0„10

Железо Остальное

Однако известный чугун недостаточно износостойкий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является чугун (2j i содержащий компоненты в слецующем соотношении, ма=.%:

2,8-3,6

2,0-3,2

0,5-1,2

0,3-1,2

0,3-1,2

0,07-0,5

0,1-0,6

0 005-.0,1

0 005-.0,15

0,02-0,07

0,01-.0,8

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Никель

Медь

Хром

Молибден

Кальций.

РЗМ

Магний

Барий

Железо

Однако известный чугун не обеспечивает получение оптимальной твердости и износостойкости в отбеленных частях отливки.

Целью изобретения является повышение твердости и износостойкости отбеленной части отливки при сохранении удовлетворительной обрабатываемости неотбеленных частей отливки. тся тем

Поставленная цель достигается тем, что чугун, включающий углерод, крем-. ний, марганец, хром, молибден, никель, магний, редкоземельные элементы и железо содержит компоненты в

%: 55 следующем соотношении, мас.%:

Углерод 3,3-3,8

Кремний 2,2-3,0

Марганец 0,05-0,45

0 05-0,6

Ок02 Ок09 60

0,1-1,0

0,02-0,06

Редкоземельные элементы 0,003-0, 005

Железо Остальное

Сущность изобретения заключается в повышении в предложенном чугуне (по сравнению с известным) среднего содержания углерода (3,55 вместо

3,2%) и хрома (0,33 вместо 0,28%) для увеличения количества карбидной фазы в отбеленном слое, снижении содержания марганца (0,05-0,45 вместо

0,5-1,2%) для повышения равномерности твердости отбеленного слоя и молибдена (0,02-0,09 вместо 0,1-0,6%), достаточного для обеспечения равномерности и стабильности свойств отбеленного слоя,а также исключения из состава чугуна кальция и бария, снижения содержания никеля и меди, являющихся элементами-графитизаторами.

Структура чугуна в отбеленных частях отливок характеризуется иголь-! чатыми цементитом и карбидами и перлитной металлической основой, а в медленноохлажденных — шаровидным графитом и перлито-ферритной металлической основой.

Наличие на рабочей поверхности слоя игольчатых .карбидов, расположенных перпендикулярно. трущейся поверхности, способствует восприятию . значительных. давлений без разрушения карбидов. Сравнительно пластичная перлитная составляющая ледебурита повышает способность отбеленного слоя к деформации. Необходимая структура отбеленных зон, распределение в них карбидов, высокая твердость поверхности и, особенно, при поверхностных слоев отбеленной части отливки .обеспечиваются выбранным .химическим составом чугуна. Перлитоферритная структура металлической основы .чугуна с шаровидным графитом, получаемая в .литом состоянии в мес- . тах отливок, подвергаемых .механической обработке резанием, а также в необрабатываемых сечениях отливки, обеспечивает высокую прочность деталей и удовлетворительную обрабатываемость лезвийным инструментом.

В таблице приводятся составы чугуна с соответствующим содержанием элементов и его свойства.

Чугун плавили в индукционной тигельной печи на шихте, состоящей из литейного. или передельного доменного чугуна, стального скрапа, возврата (литников) и ферросплавов: феррохрома, ферросилиция, ферромолибдена, ферромарганца. Ферросплавы вводили после расплавления основной шихты. Расплав подогревали до 14501480 С и переливали в промежуточный ковш для ввода магния и РЗМ при

1380-1420 С.

Магний. вводили в виде лигатуры магний-кремний-железо (7-8% Ng;

40-50% Si остальное — железо) . Расход лигатуры — 0,5-1,5% от массы жидкого металла.

1100328

Содержание элементов, мас.%

Состав чугуна, В

С Si Mn

Мо

Известный

О, 1-0,6

0,5-1,2 0,07-0,5

2,0-3,2

?,8-3,6

Предложенный .

0,02

0,13

0,60

0i30

2,303 60

3,30

0,06

0,05

3,0

0,09

0 05

0,45

2,2

3,80

Продолжение таблицы

Содержание элементов, мас.%

Состав чугуна, Р (Ва (Са

РЗМ

Известный

0,3-1,2 0,3-1,2 0,02-0,07 0,005-0,15 0,005-0,1 0,01-0,8

Предложенный

0,1

0,008

0,05

0,003

О, 05

0,40

0,50

0 020

0,060

1,0

0,1

0,30

РЗМ вЂ” в виде силикомишметалла (45% Si; 4% Al; 1,9% Са; 29,5% РЗМ).

Расход сплава — 0,02-0,1%.

Как видно из таблицы, предложенный чугун. превосходит известный по отбеливаемости, твердости отбеленных эон и износостойкости.

Предложенный чугун может быть использован для изготовления распределительных валов, толкателей, рычагов клапанов, коромысел клапанов газораспределительного механизма двигателей внутреннего сгорания, а также других деталей, работающих в узлах трения при повышенных контактнЫх напряжениях.

5 экономический эффект от внедрения чугуна предложенного состава эа счет повышения надежности и долговечности отливок составит свыше

400 тыс.руб, 1100328

Продолжение-таблицы

Свойства

250-285 1,4-1,6 Удовлетворительная

2 5

Без отбела

Беэ отбела

Известный

ПредЛоженный

«! б»

2,64

285

Н.О

2,70

277

11,5

2,47

275

14,5

П Р И И Е Ч А Н И Е : Износостойкость перлитного серого чугуна (эталона) была принята эа 1„

Составитель Н.Косторной

Редактор Л,Повхан Техред М. Гергель Корректор Л.Пилипенко

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 4549/24

Филиал ППП Патент ., г.Ужгород, .Ул.Проектная,4

Состав чугуна, 9

Глубина отбела, Твердость отбеленного слоя,HRC на глубине,.мм з ) s

Твердость Относительзон не под ная износовергнутых стойкость отбелу, НВ

Обрабатываемость