Серый чугун

Серый чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОКИ ССВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (59 4 С 22 C 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,02-0,09

0,002-0,005

Остальное

Сурьма

Висмут

Железо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3793107/22-02 (22) 22.09,84 (46) 07.09.86. Бюл. В 33 (71) Могилевское отделение Физико технического института АН БССР (72) М.И. Карпенко, E.È. Марукович, Ю.Н. Черкасов и М.И. Дудорова (53) 669.15-196(088.8) (56) Заявка Японии Ф 57-32352, кл. С 22 С 37/08, 1982, Авторское свидетельство СССР

У 501108, кл. С 22 С 37/00, 1974, Авторское свидетельство СССР

Ф 933780, кл. С 22 С 37/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 960299, кл. С 22 С 37/10, 1982. (54)(57) СЕРЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, цирконий, титан, кальций, редкозе„„SU„„1255 5 мельные металлы и железо, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьппения стабильности антизадирных . свойств в отливках с толщиной стенок 10-60 мм, он дополнительно содержит сурьму и висмут при следующем соотношении компонентов, :мас.Х:

Углерод 2,9-3,6

Кремний l,6-2,4

Марганец 0,3-1,7

Медь 0,3-1,3

Цирконий 0,3-0,7

Титан 0,3-0,7

Кальций 0,2-0,4

Лантан 0;03-0,07

Иттрий 0,02-0,05!

255658

Изобретение относится к черной металлургии,в частности к износостойким серым чугунам для машиностроительных деталей, обладающим повышенной стойкостью к задирам при трении с ограниченной смазкой, Цель изобретения — повышение стабильности антизадирных свойств в отливках с толщиной стенок 10-60 мм.

Плавки проводят в индукционных печах с кислой футеровкой с применекием литейных чугунов ЛК-2 и ЛК-3 чушковых передельных чугунов М1 и

N2, чугунного и стального лома, металлической сурьмы Суl и Су2, металлического висмута Ви2 и БиЗ, иттрия

ИтМ-1, графитовой стружки, электролитической меди, силикокальция и ферросилиция. Расплав перегревают до

1480-1510 С и после рафинирования и доводки химического составл по основным и микролегирующим компонентам производят слив расплава из печи в ковш, в углублении на дне которого уложены сплав СИТЦ, силикокальций, ферросилиций, иттрий, лантан, сурьма и висмут, смешанные с графитовой стружкой. Температура чугуна при модифицировании 1410-1450 С,. продолжительность модифицирования 2-3 мин.

Разливку чугуна производят в песчаноглинистые литейные формы для получe— кия износостойких отливок, технологических ироб и образцов ф 30 мм.

Из тела отливок вырезают образцы для определения износостойкости, Данные испытаний приведены в единицах относительной износостойкости„ в качестве эталона используют сталь 45 в отожженном состоянии с твердостью

HB 200.

Задиростойкость чугунов определяют в условиях полусухого трения и при трении со смазкой на образцах, выточенных из отливок с толщиной стенок

10,30 и 60 мм. Исследования злдиростойкости чугунов производят на стендах с высокоскоростными узлами трения в пазе с термически обработанным валом с регистрацией нагружения,при котором возникает задир.

Определение концентрации сурьмы, циркония и других элементов, содержащихся В традиционных количествах„ проводят химическим методом. Содержание кальция определяют спепиалькьгм методом и с помощью методики комплекCII

15 ского количественного анализа оксидных вклк>чений.

Составы исследованных чугунов приведены в табл. l,а их свойства в табл. 2, Повышенное содержание титана способствует повышению антизадирных свойств благодаря упрочнению металлической основы, повышению твердости литого металла и относительной износостойкости. При концентрации титана более 0,7% снижается стабильность антиэадирных свойств, а при уменьшении его содержания менее 0,3% существенно снижаются механические свойст20

25 0

50 ва.

Нижние пределы содержания углеро4 да установлены с целью исключения в структуре чугуна в отливках с толщиной стенок !О мм эвтектического цементита, а верхние пределы по содержанию углерода, кремния и марганца установлены с. целью создания условий для кристаллизации чугуна в отливках с толщиной стенок 60 мм без выделения феррита, снижающего износостойкость чугуна и его сопротивление задиру °

Нижние пределы содержания циркония, меди, сурьмы и висмута позволяк>т обеспечить требуемые прочность, твердость износостойкость и антиза-! дирные свойства в отливках с толщиной стенок 10-60 мм, а верхние пределы — получения литой структуры без карбидов со стабильными антизадирными свойствами, дополнительное введение сурьмы (0,02-0,09%) и висмута (0,002-0,005%) стабилизирует перлитную структуру в толстостенных отливках, измельчает эвтектическое зерно, повышает твердость и антизадирные свойства, уменьшает длину пластинок графита. При более высоком содержании сурьмы и висмута они вы-деляю* я по границам литого зерна, снижая пластические и антифрикционные свойства. При концентрации висмута более 0,005% в отливках с толщиной станок 10 мм выделяется эвтектический цементит и карбиды.

Интервалы содержания кальция и лантана обусловлены тем, что указанные элементы производят модифицирующее действие на структуру, измельчают графит и улучшают eIо форму, что способствует повышешпо антизадирных свойств и их стабильности. При ски1255 силикатов кальция, что снижает

Таблица

Содержание компонентов, мас.й

Сост чугу г Цир- Титан Калько- IplA

Итт- Сурьрий ма

Иис- Желемут зо

Иар- Иедь ганец ремний

1 (И9 вестнмй) 0,3

3,6 2,1 . 1 l 0,3 0,2. 0,2

0,2

Остальное

0,4 0,07 0,05 0,09

l,6 l,7 1,3 0,7 0,7

3,6

То же

3,6 1,6 1,7 1,3 0,7 0,7

04 007 005 009 0005

4 2,9 2,4 0,3 0 ° 3 0,3 0,3 0,2 0,03 0,02 0,02 0,002

5 3,1 2,2 1,3 0,7 0,5 0,5 0,3 0,05 0,03 0,05 0,003

2,8

1,5 0,2 0,21 0,1 0,2 0,15 0,02 0,01 0,0! 0,001

3,8 2,5 1,8 l 5 l 0 0,9

0,05 0,09 0,08 0,12 0,008

Т а б л и ц а 2 ханическив свойства чугунов в. отливках с толщиной стенок, мм

Эадиростойкость, МПа м/с

Твердость °

Износостойкость вдел очри лолусухом трении ти при трении со смазкой стянии, ИПа

10 30 60 10 30 60 с

0 10 30

0 30 60

l (изввст-

° жй) 25) 241 215 187 10)2 780 420 3390 3150 1590 2,3 1,9 ),2

379 271 264 261 2148 2008 1978 5597 5528 5397 3,8 3,2 2,8

3 392 28) 274 269 2160 2090 2012 5670 5592 5430 4,1 3,8 3,2

3 женин их концентраций ниже нижних пределов модифицирующий эффект про- . является слабо, а при увеличении их концентраций вьш)е верхних пределов повышается количество неметаллических включений, снижается стабильность структуры и антифрикционных свойств.

Одной из особенностей предлагаемого чугуна является высокое остаточное содержание кальция, который пре- !О имущественно находится в связанном состоянии в виде соединения типа СаО и Fe 0з. При увеличении концентрации кальция более 0,4 мас ° 7 отмечается появление строчечных неметаллических включений типа силнкатов и металло658 4 стабильность структуры и антизадирных свойств.

Как видно из табл. 2 дополнительное введение сурьмы и висмута и изменение содержания титана и других ингредиентов обеспечивают выравнивание твердости отливок в различных сечениях, повышение износостойкости и стабильности задиростойкости, что приводит к повышению эксплуатацион,ных свойств литых изделий.

Использование предлагаемого чугу на для производства износостойких разностенных отливок для узлов трения машин и механизмов позволит повысить их надежность и долговечность.

1255658

Продолжение табл.2

Состав чугуна

Механические свойства чугунов в отливках с толииной стенок, мм

Задиростойкость, НПа м/с

Износостойкость

Твердость, HS ри полусухом тр нии и трении со смазкой

l0 30 60

ЭО

370 279 272 265 1950 1890 1795 4830 4710 4530 3,6 3,2 2,7

387 285 277 271 2Z20 2150 2076 5700 5615 5445 4,5 4,0 3,4

265 248 228 189 1018 792 456 40 2 3180, 1620 2,4- 1,9 1,4

312 255 238 208 1575 1290 I I! 6 4500 4230 4010 2,9 2,6 2,0

Составитель А. Османцев

Редактор И. Дербак Техред И.Верес, Корректор А. Обручар

Заказ 4788/30 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. Ужго жгород ул. Проектная 4

Предел прочности при растяжении, МПа!

О 30 60 10 30 60 10 30 60