Способ модифицирования заэвтектическихсилуминов
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Союз Советских
Социллистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iii802389 (61} Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.02.79 (21) 2727829/22-02
C присоединением заявки Рй (23) Приоритет (51) М. Кл.
С 22 С 1/Об
1Ъсудирстввниьй комитет
СССР ио делам изобретений и открьпий
Опубликовано 07.02.81 Бюллетень .% 5
Дата опубликования описания 07.02.81 (53) УДК бб9.715.
018.8 (088.8) В. Г, Сапьян, В. Б. Черногоренко, С. В. Мучник и А (72) Авторы изобретения
1 то
Институт проблем литья АН Украинской ССР и Орде
Красного Знамени институт проблем материаловедени
АН Украинской CCP (71) Заявители (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ
СИЛУМИНОВ
Изобретение относится к литейному пройзвсдству цветных металлов и сплавов, в частноспт, к обработке заэвтектических силу. минов, и может быть использовано при изготовлении отливок из указанных сплавов с повышенными физико-механическими свойствами.
В современном машиностроении и приборостроении для деталей, работающих при повышенных температурах, в условиях износа и трения, применяются заэвтектические силумины с содержатшем кремния от 14 до 2б%.
Известные способы модифицирования заэвтектических силуминов, включающие обработку сплавов лигатурами медь-фосфор (11, железофосфор (2(, марганец-фосфор, не всегда обеспечивает повышение служебных свойств отливок, работающих при повышенных температурах. Это объясняется тем, что все жаропрочные сплавы содержат, как правило, медь, железо и марганец в качестве упрочняющих элементов. (Поэтому дополнительное их введение целесообразно только с целью модифицирования структуры фосфором, входящим в состав лигатуры.
Некоторые из указанных сплавов, напримеР лигатура железо-фосфор, при повторном введе нии железа может снизить прочностные свойства сплава, что является большим недостатком рассматриваемых способов обработки силуминов заэвтектического типа.
Известен также способ модифицирования заэвтектических силуминов, включающий обработку фосфорсодержащим модификатором, а именно лигатурой никель-фосфор (3).
Однако введение указанной лигатуры не обеспечивает повышения жаропрочности и служебньтх свойств сплава по следующим причинам.
С одной стороны, в силумине образуется ннтерметаллнд-алюминид никеля (AINi>), o6ладающий высокой микротвердостью и малой растворимостью при. повышенной температуре.
Поэтому предполагали, что никель должен повысить жаропрочность силуминов за счет блокирования границ зерен и подавления проВид обработки силумина
Механические свойства сть Удлинение Твер
% H аропрочность
5VV ,00/ кг/м2
По предложенному способу с введением добавки Со — Р в кол-ве, вес.% а) Об б) 0,7 в) 0,85
r) 1,2
5,0
110
5,3
110
0,5
5,5
0,5
115
5,7
0,6
120
По известному способу (прототип) с введением добавки Ni — р в количестве, вес.%
3 8 цессов диффузии при повышенных температурах. Такая предпосылка подтверждается увеличением предела ползучестп сплава при температуре выше 350 С.
С другой стороны, шинкель в основном входит в состав жаропрочных фаз типа "S" и W", состо5пцих, кроме никеля, из меди, кремния, марганца и железа. Так как самостоятельной фазы алюминида никеля в структуре сплава ограниченное количество, то правильнее считать, что вклад никеля в жаропрочность легированных силуминов не велик, и специальные исследования с варьированием никеля в пределах Π— 2,5% это под. тверждают, Кроме того, никель уже входит в состав сложнолегирова шых силуминов и дальнейшее увеличение его содержания практически нецелесообразно. Все указанное является недостатком известного способа модифицирования указанных сплавов.
Целью изобретения является разработка способа модифицирования заэвтектических силуминов, обеспечивающего повышение жаропрочности и служебных свойств силуминов;
Поставленная цель достигается тем, по в качестве модификатора вводят лигатуру кобальт-фосфор в количестве 07 — 1,2% от веса сплава.
Фосфор, входящий в состав лигатуры, является модификатором заэвтектлческого силумина.
Кобальт, с одной стороны, входит в твердый раствор и, имея низкую скорость диф02389 4 фузии, остается в его составе при достаточно высокой температуре, а с другой стороны, образует сложные тугоплавкие соединения, которые блокируют границы зерен твердого ðàñтвора. Все это приводит к замедлению процессов ползучести и, как правило, повышению жаропрочности. Введение добавки менее 0,7% от веса счлава является неэффективным, а свыше 1,2% — экономически нецелесобразным. Для определения эффективности предлагаемого способа модифицирования заэвтектических силуминов в лабораторных условиях
Института проблем литья АН УССР были проведены опытные плавки с обработкой сплава лигатурой кобальт-фосфор с содержанием фосфора 20 вес.%. С этой целью был выбран легированный силумин следующего состава, вас.%: кремний 18,0; медь 2,0; никель 1,2; марганец 0,7; магний 0,3; железо до 0,7; алюминий — остальное.
Плавки проводили в электрической печи сопротивления типа CLILOJI — 2 емкостью тигля 1,5 кг без рафинирования. Лигатуру кобальт.фосфор в количестве 0,7-1,2% от веса сплава вводили с помошью колокольчика, после чего выдерживали силумин при темпераТуре 800 С в течение 30 мин и заливалн образцы в кокиль для механических испы аЗОО 1 шьй и определения жаропро шостп(й оу
Результаты исследования механических свойств силумина, обработанного по предложенному и известному способу, приведены в таблице (средш е значения) .
802389
Продолжение табл
Вид обработки силумина
Механические свойства
Номер и/и
Твердость, НВ кг/мм ение, % рочность, кг/мм аропорчность кг/мм2
0,5
4,8
115
lI8
4,9
120
5,0
125
5,0
Иэ приведенных данных видно, что после модифицирования эаэвтектического силумина ,предложенным способом жаропрочность сплава повышается на 10 — 15% по сравнению с известным способом. Последнее позволяет повысить срок службы поршней двигателей внутреннего сгорания на 10— - 15%.
Формула изобретения
Способ модифицирования эаэвтектических силуминов, включаю|ций обработку фосфорсодержащим модификатором, о т л и ч а юСоставитель Г. Титова
Техред М, Федориак
Редактор Е. Братчнкова
Корректор М. Коста
Тираж 692
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Заказ 10510/ЗЗ
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а) 0,6 б) 0,7 в) 0,85
r) 1,20 шийся тем, что, с целью повышения ме-. ханических свойств силумина, в качестве модификатора вводят лигатуру кобальт-фосфор
20 в количестве 07 — 1@% от веса обрабатываемого силумина.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
25,1. РЖ "Металлургия", N 10, 1970, реф. 10Г218.
2. РЖ "Металлургия", У 6, 1966, реф.
6И436.
3. РЖ "Металлургия", N 12, 1965, реф.
ЗО 12И521.