Чугун
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях износа при температурах , Цель изобретения - повышение износостойкости при температурах -60°Со Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении , маСо%: С 3,2-3,8; Si 2,2- 3,0-. Мп 0,2-0,8; Mg 0,04-0,07; Са 0,015-0,04; Се 0,01-0,03; Си 0,5- 1,0; Мо 0,2-0,55; W О,2-0,65; нитрид бора 0,02-0,10 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна нитрида бора повьшает износостойкость в 1,27 - 2,8 раза. 1 табл. i (Л
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4069646/31-02 (22) 22,05.86 (46) 15 .01.88. Бюл. В 2 . (71) Белорусский политехнический институт (72) В.М.Михайловский, В.M. Королев, М,М.Бондарев, Г.Ф.Андреев, А.А.Луданов и Е,И.Шитов (53) 669.15-196 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР
1I 538051, кл. С 22 С 37/04, 1976, Авторское свидетельство СССР
У 1302717, кл. С 22 С 37/00, 1985.
„„Я0„1366547 А1 (51)4 С 22 С 37/00 (54) ЧУГУН
{57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях износа при температурах -60 С. Цель изобретения — повышение иэносостойкости при температурах -60 С, Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж: С 3,2-3,8; Si 2,23,0; Мп 0,2-0,8; Mg 0,04-0,07; Са
0,015-0,04, Се О,OI-0,03; Си 0,51,0; Мо 0,2-0,55; Ф 0,2-0,65, нитрид бора 0,02-0,10 и Fe остальное.
Дополнительный ввод в состав чугуна нитрида бора повышает износостойкость в 1,27 — 2,8 раза, 1 табл.
1 13665
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях повышенного износа при
5 низкой температуре.
Цель изобретения — повышение износостойкости при температурах -60 С.
Выбор содержания граничных пределов компонентов, входящих в состав . 10 чугуна, предложенного состава обус.— ловлен следующим.
Ввод в состав сплава нитрида бора в количестве 0,02-0,10% способствует образованию тонкодислерсных нитри- )5 дов и карбонитридов, которые, равномерно располагаясь в матрице чугуна, повышают его износостойкость, особенно при низких температурах, При этом, сплав не склонен к охрупчи" 20 ванию при снижении температуры испытаний до -60 С. Присутствие Са и
Се в сплаве обеспечивает высокую чистоту по неметаллическим включениям. 25
Углерод и кремний определен, исходя из обеспечения требуемой графитизации сплава. Нижнее их содержание (С 3,2X Si 2,2X) определено из условия получения в чугуне при верхнем 30 содержании карбидообразующих элементов не более 20% структурносвободных карбидов, верхнее ограничение (С 3,8%, Si З,OX) — снижением изно-. состойкостч при содержании меди, молибдена, вольфрама и нитрида бора
1 на нижнем уровне, Марганец — постоянно присутствующий элемент в составе чугунов, .".одержание марганца в чугуне данного сос- 40 тава не должно превьппать 0,8%. При большем его содержании, повышается склонность чугуна к отбелу. Нижний предел по марганцу определяется его содержанием в исходных шихтовых материалах. Содержание магния установлено условием стабильного получения шаровидной формы графита ГФ 12—
ГФ 13. При содержании магния ниже нижнего предела (0,04% Ng) появляется графит формы ГФ 10. Превышение верхнего предела 0,07% сопровождается вырождением шаровидной формы графита.
Кальций и церий в составе чугуна рафинируют металл от серы и растворенных газов (О,Н,Н), препятствуя тем самым образованию неметаллических включений, что в конечном итоге предотвращает чугун от охрупчивания при низких температурах.
Медь вводится в чугун для повышения физико-механических свойств и, в частности, пластичности и ударной вязкости при низких температурах.
При содержании меди менее 0,5Х она мало влияет на микроструктуру и свойства металла, а ее ввод свыше
1,0% несколько ухудшает форму графитных включений.
Ввод в состав чугуна молибдена и вольфрама предназначен для повышения прочностных свойств в литом и термообработанном состоянии, а также с целью обеспечения высокой износостойкости при низких температурах.
Нижнее ограничение по молибдену и вольфраму (0,2Х Мо и 0,2Х а) установлено, исходя из требуемого запаса прочности и износостойкости. Верхний предел (0,55% Мо и 0,65% Ф) обусловлен опасностью сильного отбеливающего действия на чугун, а также экономически нецелесообразен ввиду малого прироста повышения износостойкости.
Содержание нитрида бора по нижнему пределу (0,02% ) установлено, исходя из заданной.износостойкости при температуре испытаний -60 С. Верхнее ограничение (0,10% нитрида бора) ус- тановлено ввиду малого прироста повышения износостойкости при дальнейшем повьппении содержания нитрида бора.
Пример, Выппавка сплавов предложенного состава может осуществляться как в дуговой, так и в индукционной электрических печах. В конкретном примере использована высо" кочастотная тигельная индукционная печь ЛПЗ-67. В качестве шихтовых материалов применяли металлизирован" ные окатыши, содержащие 82,0X Fe общ
75,0% Fe „,, 2,0% С возврат собственного производства, представляющий собой Fe-С -.сплав, выплавленный из окатьппей и содержащий 3,5-4,0% С, электродный и кристаллический креи-! ний, ферросплавы и нитрид бора.
Нитрид бора вводится в расплат чугуна с помощью плазмотрона (ПН ) мощностью 1000 к е напряжением
250 В, В качестве несущего газа использовался аргон, Фракционный состав нитрида бора 0,05-0,2 мм. Коэффициент усвоения нитрида бора составляет 75%.
Содернание элементов, масЛ
Износ
60 с
/и -ч
Чугун
Са Се Си
% ни рн бо
Мп
Преддоженный
0,015 0,01 0,5 0,2 0,2 0,02
3,2 2,2 0,2 0,04
Ос- 1,1 тальное
3,5 2,6 0,5 0,055 0,0275 0,02 0 75 0,375 0,425 0,06 То не 0,75
Зэв ЗвО OeS 0 ° 07 Оэ04
Зэ5 2в3 Ов055 О ° 04 Оз02
О 5
0 03 . 1 0 0 55 0 65 Оэ10
0,0275 0,27 0,325 0,03
11
Известный
Со стави тел ь Н, Ко стор ной
Техред М.Дидык Корректор М.Шароши
Редактор И. Сегляник
Заказ 6777/24 Тираж 593 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 з 13665
Сфероидиэатором графита служила комплексная магнийсодержащая лигатура, Плавку ведут на шихте из металлизованных окатышей, затем скачивают шлак и в жидкую ванну догружают возврат. После расплавления шихты доводки сплава по химическому составу и перегрева до 1460-1480 С, чугун выпускают из печи. Модифицирование проводят в разливочном ковше методом
"сэндвич". Химические составы чугунов известного и предложенного на нижнем, среднем и верхнем, и величина износа приведены в таблице.
Режим термической обработки исследуемых чугунов следующий: нагрев до
920-950 С, выдержка 1-3 ч, охлаждение в масле. Затем проводят высокий отйуск при 500-600 С. 20
Чугун имеет мелкодиспер сную матрицу, состоящую из феррита (10-25X) и перлита, мартенсита или сорбита, Затем проводят испытания известного и предложенного чугунов на из- 25 нос. Испытания на износ осуществля- . ют в режиме сухого трения скольжения.
Контртело изготавливают из сплава
ВК-б и представляет диск диаметром
50 мм и толщиной 4 мм, который враща- Зo ется со скоростью 500 об/мин и контактирует с плоской поверхностью испытываемого образца, Образец находится в термостате, в котором с помощью этилового спирта и жидкого азота под- 5
47 4 держивается температура -60 С. Износ оценивают по размеру вытертой лунки в (мм ) за 1 ч испытаний с помощью микр оме тр а.
Проведенные испытания показывают, что чугун предложенного состава благодаря введению нитрида бора обладает более высокой износостойкостью при температуре -60 С, по сравнению с известным.
Формула изобретения
Чугун, содержащий углерод, кремний, мар ганец, магний, кальций, церий, медь, молибден, вольфрам и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при температуре (-60) C в термообработанном состоянии, он дополнительно содержит нитрид бора при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:
Углерод 3,2 — 3,8
Кремний 2э2 " 3,0
Марганец 0,2-0,8
Магний 0,04 — 0,07
Кальций 0,015 — 0,04
Церий 0,01 — 0,03
Медь 05-10
Молибден 0,2 — 0,55
Вольфрам 0,2 - 0,65
Нитрид бора 0,02 — О, 10
Железо Остальное