Серый чугун

Серый чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

SU» 123 971

А1 (5ц 4 С 22 С 37/ 0

gQPn р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3869493/22-02 (22) 25.12.84 (46) 07.06.86, Бюл. Ф 21 (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени заочный политехнический институт (72) Б.К.Святкин, М.И.Карпенко, Ю.Г.Серебряков и С.А.Мелтонян (53) 669.15-196 (088.8) (56) Патент ПНР Ф 102522, кл. С 22 С 37/08, 19?9.

Авторское свидетельство СССР

М 985 125, кл. С 22 С 37/10, 1982. (54)(57) СЕРЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, медь, редкоземельные металлы, иттрий, сурьму, азот, титан и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения ударно-абразивной износостойкости при низких температурах, он дополнительно содержит кальций и свинец при следукяцем соот ношении компонентов, мас.X:

Углерод 2,4-3 5

Кремний 1,2-2,2

Марганец 0,3-0,7

Цирконий 0,03-0,17

Медь 0,3-0,7

Редкоземельные металлы 0,03-0,07

Иттрий 0,03-0,07

Сурьма 0,02-0,07

Азот 0,02-0,10

Титан 0,02-0,05

Кальций 0,03-0,08

Свинец 0,02-0,07

Железо Остальное

1235971

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию составов износостойких серых чугунов, предназначенных для изготовления литых деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания при отрицательных температурах и получаемых непрерывными методами литья, Цель изобретения — повьппение ударно-абразивной иэносостойкости чугуна 10 при низких температурах.

Пример. Опытные плавки проводят в открытых индукционных печах методом переплава с перегревом расплавон до 1773-1803 К. Присадку азоти- 15 ронанного ферромарганца и других азотированных лигатур проводят непосредственно в печь, а свинца, силикокальция, редкоземельных металлов и других модификаторов - в подагре- 20 тый литейный ковш перед выпуском в него чугуна при 1763-1793 К, Изготовление заготовок производят непрерывными горизонтальными методами литья.

2S

Химический состав известного и предлагаемого чугунов приведен в табл.1.

Дополнительное введение в состав предлагаемого чугуна кальция н количестве 0,03-0,08 мас.% измельчает структуру металлической основы, уменьшает содержание газов, очищает границы зерен, улучшает форму графита и неметаллических включений, уве-. личивает прочность и износостойкость при низких температурах. Введение н чугун менее 0,03 мас.7 кальция на структуру и свойства существенного влияния не оказывает, а содержание кальция более 0,08 мас.7 нецелесообразно, так как и этом случае дает себя знать графитизирующая его способность и снижение сопротивляемости ударным нагрузкам.

В чугун вводят свинец в количестве 0,02-0,07 мас.7, являющийся в сером чугуне стабилизирующей, упрочняющей н отбеливающей добавкой, способствующей измельчению графита и неметаллических включений и обеспечивающей блокирование этих включений и дефектов упаковки, что повьш ает ударную вязкость и износостойкость при ударе в условиях низких температур. При содержании свинца до

0,02 мас.% он не обеспечинает необходимой структуры и свойства чугуна в отливках при низких температурах, 30

S0 а при содержании-более 0,07 мас.X усиливается отбел и снижаются пластические свойства °

Концентрация основных компонентов, мас.7: углерод 2,4-3,6; кремний 1,22,2; марганец 0,3-0,7, установлена, исходя из практики производства иэносостойких чугунов с мелкозернистой структурой и необходимости исключения из нее содержания феррнта.

Медь в количестве 0,3-0,7 мас.7 вводят как графитизирующую и легирующую добавку, иэмельчающую структуру, повышающую пластические свойства и износостойкость чугуна при низких температурах. При более высоких концентрациях (более 0,7 мас,X) снижается твердость, а при содержании до

0,3 мас.7 снижается ударная вязкость чугуна„

Цирконий и количестве 0,03

0,17 мас.X и сурьма в количестве

0,02-0Ä07 мас.7. вводят как стабилизирующие структуру микролегирующие добавки, способствующие упрочнению перлита и повышению иэносостойкости.

Влияние их на структуру и свойства начинает сказываться соответственно с концентраций 0,03 и 0,02 мас.7, а при увеличении их содержания более

0,07 мас.i снижаются ударная вязкость и пластические свойства чугуна.

Модифицирующие компоненты (редкоземельные металлы, азот и иттрий) в расплавленном металле создают необходимое количество центров кристаллиэации, что способствует иэмельчению структуры отливок, понышению износостойкости и пластичности при низких температурах. Их концентрация в чугуне принята от содержания, при котором начинает сказываться их модифицирующее действие на структуру и свойства чугуна. При увеличении концентрации редкоземельных металлов и иттрия более 0,07 мас.7 значительна увеличивается отбел, снижаются пластические свойства и иэносостойкость при ударе в условиях низких температур, а при увеличении содержания азата более О,1 мас.X увеличивается количество неметаллических включений и снижаются механические свойстна.

Сраннительные испытания иэносостойкости проводят на испытательной установке при ударе, образуемом через абразииную ленту, изготовленную з 1235971 4 из тканевой шлифовальной шкурки типа Как видно из табл.2, предлагаемый

2 с абразивным материалом из нормаль- чугун обладает более высокой стойного электрокорунда марки 15А эернис- костью в условиях изнашивания при от тостью 16-П. В качетсве охлаждающей рицательных температурах в сравнении среды используют жидкий азот, с известным чугуном.

На трубных заготовках, полученных Предлагаемый чугун целесообразно на линии непрерывного горизонтального использовать в литейном производстве литья, определяют гидроабразивный для изготовления различных профилей, износ при воздействии потоков, эа- из которых методом механической обгряэненных абразивом. Результаты ис- 10 работки выполняют детали для различпытаний приведены в табл.2. ных гидравлических машин и аппаратов.

Т а блица 1

Содержание компонентов, мас.Ж, в чугуне плавки

Компонен ты известный) Углерод

3,5

2,4

3,8

2,9

3,6

2,2

2,3

2,1

2,2

Кремний

1,8

1,2

1,0

Иарганец 1, 3

0 9

0,3

0 5

0,7

0,2

0,8

0,8

0,3

0,2

0 5

0,7

Иедь

Цирконий 0,25

0,03

0,2

0,08

0,02

0,17

0,1

0,15

0,03

0,05

0,02

0,07

РЗМ

Иттрий 0,08

0,1 0,02

0,03

0,05

0,07

0,02

0,08

Сурьма

0,1

0,04

0,01

0,07

0,12

0,01

0,12

0,02 О, 07

0,1

Азот

0,07

0,01

0,11

0,03

0,05

0,02

Титан

0,1

0,01

0,03 0,05

0,08

Кальций

0,01

0,08

0,07

0,02

0 05

Свинец

Железо Остальное Остальное-Остальхое Остальное Остальное Остальное

1235971

Т.аблица 2

Свойства

Показатели свойств чугуна плавки

310

376

350

312

342

388

0,024 0,036

0,048 0,,054 0,020 0,033

Износостой3,24 3,40 2,15

2,51

2,12

2,38

1,07

0,35

1,11 0,67

0,88

0,23

Составитель Н.0!епитько

Редактор Н.Яцола Техред В.Кадар Корректор,.А.Ференц

Заказ 3065/26 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Предел прочности при растяжении, МПа

Ударная вязкость при 223к, МДж/м кость при

223 К и энергии удара

0,6 Дж

Гидроабразивный износ при воздействии потоков, загрязненных аб разивом, мкм 1 (известный)