Чугун
Патент 973657
Авторы
Классы МПК
Чугун
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик ф
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 28.05.81(21) 3293017/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет
Опубликовано 1Ы1.82, Бюллетень Мо 42
Р М К, з
С 22 С 37/10
Государственный комитет
СССР ио делам изобретений и открытий (53) УД (669. 13-018. 2 (088. 83
Дате опубликования описания 15. 11. 82 (72) Авторы изобретения!
Й.И.Шитов, С.Н.Леках и А.Г.Слуцкий
1;,: о ъ:Ф
Белорусский ордена 1фудового Красного Зн (71) Заявитель политехнический институт (54 3 ЧУГУН
3,0-3,4
1,6-2,2
0,005-0,04
0,1-0,2
0,15-0,25
0,003-0,007
3,0-3,4
1,б-2,2
0,005-0,04
0F1-0,2
О, 15-0,25
Остал ъное
Изобретение относится к черной кое= таллургии, а именно к металлургии высокоуглероднстых сплавов железа, и может быть использовано для получения тонкостенных отливок, работающих в условиях износа.
Известны высокоуглеродистые сплавы, содержащие железо, углерод, кремний, марганец, серу, сурьму и другие элементы. Эти сплавы обладают высокими механическими и эксплуатационными свойствами в массивных сечениях отливок, однако имеют повышенную склонность к отбелу. При этом s тонких сечениях образуется структурно-свободный цементит, что снижает их прочность, ухудшает обрабатываемость резанием.
Наиболее близкими к изобретению по составу и достигаемам свойствам является чугун (13, который содержит ингредиенты в следующем соотнмттенин, вес.% т
Углерод
Кремний
Марганец
Сера
Сурьма
Железо
Однако известный чугун имеет в своем составе пониженное содержание марганца, что в сочетании с 0,150,25% сурьма и 0,1-0,2% серы способствует формированию перлитной структуры в массивных сечениях отливок.
В отливках с толщиной стенки 5-8 мм такое сочетание ингредиентов приводит к образованию отбеленной структуры, что является для таких отливок, как гильзы двигателей внутреннего сгорания, неисправниам браком.
Целъю изобретения является создание сплава, обладающего низкой склонностью к отбелу в тонких сечениях отливок при удовлетворительной прочности и износостойкостн.
Поставленная цель достигается тем, 20 что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, дополнительно содержит алюминий и РЗМ прн следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ т
25 углерод
Кремний
Марганец
Сера
Суръма
30 Алюминий
973657
Технология получения предложен ного сплава заключается в расплавлении металлизованных окатыаей в электродуговой или индукционной печи, науглероживаний расплава, введением кремния, марганца, серы и сурьмой к модифкцкрованием алюминием и РЗМ.
Для получения сплава изготовлены трк смеси ингредиентов.
Плавки проводятся в индукционной печи емкостью 40 кг с кислой Футеровкой.
Таблица 1
» «» «» ««» е»»»«««»«
»
Химический состав, вес.%
Mn S Sb РЗМ
Чугун е.е 3,2
1,8
0,02 0,15
0,20 (известный) 0,005 0,1 0,15 0,003 Ое02
3i0
1,6
0 02 0,15 0,20 0,005 0,03
3,2
1,8
2,2 . 0,04,0,2 0,25 0,007
3 4
0,035
«» е «10 и/м 4 10 ., н/м
Чугун
0,045
224
181
1 (известный) 372
205
0,0049
0,043
0 i 030
228
2,5
420
1,5
224
191
372
1,2
230
182
362
РЗМ, О, 02-0,.035
Железо Остальное
Примеси
Фосфор До 0,02
Введение в состав сплава алюминия (0,003-0,007%), РВИ (0,02-0,035%) > позволяет за счет образования тугоплавких соединений, служащих центрами крксталлиэации графита, существенно снизить склонность чугуна к отбе лу в тонких сечениях. Наряду с этим, .добавки алюминия и РЗИ измельчают эвтектическое зерно, что оказывает благоприятное влияние на механические свойства.
Пределы содержания углерода, крем-е5 ния, марганца, серы, сурьмы, алюминия, РЗИ выбраны, исходя из получения сплава с перлитной металлической матрицей, обеспечивающей благоприятное сочетание механических 20 свойств, кзносостойкости и низкой склонностью к отбелу.
В качестэе шихты использованы металлизованные окатыши, электродный бой, ферросилиций, Ферромарганец, g5 сера, сурьма, алюминий, РЗИ.
»
Чугун заливают в песчаные форчун.
При этом определяют следующие параметры предел прочности при изгибе (6„), предел прочности при растяжении (бв), твердость, отбел, износ.
Склонность чугуна к отбелу определяют путем заливки в клиновые пробы со сквозной щелью. Испытания на износ проводят в режиме сухого трения скольжения при удельной нагрузке 8 кг/см и скорости скольжения
2,0 и/с. Результаты представлены в табл.l и 2.
Таблица 2
»»
Свойства
НВ Отбел, Износ мм г/1000 м
973657
Формула изобретения
Составитель В.Муравьев
Техред М.Коштура Корректор Г. Решетнйк
Редактор И.Митровка
Заказ 8620/31 Тираж 660 Под писное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
«4 «
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Как видно иэ табл.1 и 2 дополнительное введение в известный сплав алюминия и РЗМ в указанных пределах существенно снижает склонность чугуна к отбелу и при этом несколько повыаает предел прочности на разрыв.
Оптимальный состав сплава содержит 3,2% углерода, 1,8% кремния, 0,02% марганца, 0,15% серы, 0,20% сурьмы, 0,005В алюминия, 0,03% РЗМ.
Структура сплава перлитная, Графит имеет мелко-пластинчатую форму. Обрабатываемость резанием удовлетворительная.
Предлагаеьый сплав наиболее эффективно испольэовать для изготовления 15 тонкостенных отливок, работа ацих в условиях износа, например таких, как гильзы двигателей внутреннего сгорания. Экономический эффект от внедрения ;р данного чугуна для изготовления гильз двигателей внутреннего сгорания при годовой программе 1000000 шт. составляет 120000 руб, за счет снижения брака отливок на 20%.
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму и железо, отличающийся тем, что, с целью снижения склонности к отбелу, он дополнительно содержит редкоземельные металлы и алюминий при следующем соатнсшении компонентов, вес.В:
Углерод 3,0-3,4
Кремний 1,6-2,2
Марганец 0,005-0,04
Сера 0,1-0,2
Сурьма 0,15-0 ° 25
Редкоземельные металлы 0,02-0,035
Алюминий .0,003-0,007 железо Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2731081/22-02, кл. С 22 С 37/10, 1980.