Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (u)985118 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 280581 (21) 3293018/22-02 (И} М. Ки. сприсоединениемзаявки ЙоС 22 С 37/00

Государственный комитет.СССР о делам изобретений. н открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 30.1282 Бюллетень HP 48 (ЩУДК 669.13"

-196(088.8) Дата опубликования описания 301282

:,1

ia, 7

Ц Ц

Р

"- - т

4 с ъц (72) Авторы изобретения

Б.A.×åïûæoâ, С.Н.Ленах, A.Ã.Ñëóöêèé, В.Н.С

М.A..Цейтлин, Ю.П.Белый и Г.Ф.Андре

Белорусский ордена Трудового Красного Знам политехнический институт (71) Заявитель (54) цУГУН

2,9-3,5

1,6-2,4

0,4-0,8

0,1-0,4

0,05"0,4

0,05-0,15

0,07-0,3

0,005-0,2

0,001-0,01

1 ,.Ы;

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам чугунов для получения отливок, работа.ющих в условиях термоциклирования.

Известен чугун, содержащий, вес.Ъ, Углерод 2,8-3,3

Кремний 0,5-1,2

Марганец . 0,5-0,8

Церий 0,04-0,08

-Иттрий 0,02-0,07

Железо Остальное

В литом состоянии этот чугун имеет предел прочности при изгибе 4855 кгс/мм .

Недостатком указанного чугуна является низкая жидкотекучесть, износостойкость и термостойкость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату является чугун, содержащий, вес. В:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Титан

Ванадий

Церий

Лантан Неодим 0,001-0,01

Алюминий 0,001-0,1

Железо Остальное

Известный чугун обладает достаточно высокой прочностью при разрыве

1,до 32 кгс/мм )и не склонен к образованию отбела в тонких сечениях. Вместе с тем, он не обеспечивает требуемую термостойкость и равномерное распределение твердости в различных сечениях отливок. В частности, в толстых сечениях отливок наблюдается выделение феррита при охлаждении в форме.

15 Цель изобретения - повышение териостойкости и выравнивания твердости в отливках с толщиной стенки от

5 до 40 мм.

Указанная цель достигается тем,:

2п что чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, церий, лантан, неодим, алюминий и железо в следующем соотношении, вес.Ъг

Углерод 2,9-3,5

Кремний 1,6-2,4

Марганец 0,81-1,5

Хром 0,1-0,4

Никель 0,05-0,4 .Титан 0,03-0,15

Ванадий 0,05-0, 3

985118

Церий 0,005-0,2

Лантан 0,001-0,01

Неодим 0,001-0,01

Алюминий 0,001-0,1

Железо Остальное Примеси:

Сера До 0,12

Фосфор До 0,12

В предлагаемом составе по сравнению с известным повышено содержание марганца. )О

Нижний предел содержания углерода (2,9%) и кремния (1,6%) установлен с целью исключения в структуре чугуна эвтектического цементита и обеспечения хорошей жидкотекучести. Верхние пределы по углероду (3,5%) и кремнию (2,4% ) установлены исходя из условия кристаллизации чугуна без выделения феррита в процессе охлаждения отливок.

Нижний предел содержания хрома (0,1% ), никеля (0,05% ), титана (0,03% ) и ванадия (0,05% ) обеспечивает требуемую прочность и износостойкость чугуна, а верхний предел (соответственно 0,4%, 0,4%; 25

0,15%; 0,3%) — получение литой структуры без образования первичных карбидов вышеуказанных элементов.

Содержание церия (О, 0 05-0, 2%), лантана (0, 001-0,01%), неодима (О, 001- 30

0,01% ) и алюминия (0,001-0,1%)обусловлено тем, что вышеуказанные . элементы производят модифицирующее действие, измельчая графит и улучшая: его форму. 35

Нижний предел содержания марганца (0,81% ) установлен из необходимости повышения термостойкости и выравнивания твердости в разлйчных сечениях отливок. При концентрации мар-40 ганца свыше 1,5% возрастает склонность чугуна к отбелу. Введение s чугун марганца в количествах

0,81-1,5% способствует повышению . термостойкости и выравниванию твер- 45 дости в отливках.с толщиной стенки от 5 до 40 мм.

Плавки проводят в индукционной печи с кислой футеровкой с применением следующих шихтовых материалсв: литейного чугуна ЛК2, ЛКЗ, стального лома, ванадиевого чугуна, содержащего титан, ферросплавов марганца, кремния, никеля, хрома лигатур, содержащих церий, лантан, неодим и алюминий.,Шихтовые материалы загружают в печь, расплав перегревают до 1450 С и перед заливкой вводят лигатуры,. содержащие церий, лантан, неодим и алюминий. Чугун заливают в разовые песчано-глинистые формы для получения заготовок с толщиной стенки 5-40 мм. Свойства чугуна определяют на образцах, вырезанных из заготовок толщиной

5, 20 и 40 мм. Твердость (НВ ) определяют на прессе "Бринель" при нагрузке 3000 кг на шарик диаметром 10 мм. Сравнительные испытания на термостойкость проводят на установке, позволяющей считать количество циклов нагрева образцов в виде шайб диаметром 30 мм в свинцовой ванне при 750ОС и охлаждении в воде (20oC).

TepMQcToAKocTb oneH T no,êoëH÷åñTву циклов до образования первой тре)ди ны . а табл.1 приведены составы известного и предлагаемого чугунов.

В табл. 2 представлены свойства известного и предлагаемого чугунов.

Как видно из табл.2, увеличение концентрации марганца в составе сплава повышает термостойкость сплава на

15- 20% и выравнивает твердость отливок в различных сечениях (5, 20 и

40 мм ), что приводит к повышению срока эксплуатации двигателей на 1015%. Стандартные свойства чугуна— предел прочности при изгибе и разрыве находятся на том же уровне, что и в известном чугуне б„= 51-55 кгс/мм, бв = 30-33 кгс/мм .

Предлагаемый чугун позволяет получать в различных толщинах отливок одинаковую твердость и повышенную термостойкость.

Использование предлагаемого чугу- на для отливок головки блока цилиндров двигателя СДМ14 позволяет повысить эксплуатационную надежность деталей и увеличить моторесурс двигателя на 15-20%, что позволит сократить выпуск запасных частей.

Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составит около 300000 руб. в год.

985118

Ф о х

Ц

Щ о о

I I

1 I

1 1

I I

1 1 !!

I

1 1

I

I 1

1 I

1 — 1

1 1

1 — 4

« « .1

ttI

1 о1 )

Ц

Ю

I е

1.

1

1

I

I

I

1

1

I

I1 . 1

Й«

I

I

1

ttI

I

1 !

1

I: .I

1

1 I

1 I

«.4

О

О с

tA «-!

-Q с с о о

Cl с ь

1 9\ 1 о с

1 ttI Х 1

I I«M I !

Ох ! о I

1ХО

1 It ltI

OI I o

I!«0 Io ! Оа 1СЧ

IO

IЕХ

1 f4 1«1

l tIIO

I &IX I

1 с — — — ! !

tfl о о о с с о о

«4

О

СЪ

\ О

tA

Cl о с о

o I

z 1

1 —.- -1 ! I

atl

Ю

Cl с о

ttl о о с

« «

Ю

Ю с о

%-4

Cl с о

«-1 Ю

Ю с с о Ю

tA

Cl

Ю с

« о с

Ф I о ф .1

Ц ИЪ о С Ъ

Н 1о1<ч

1 «4 I

I 1

I1I

Х 1

ttI I х 1 о5

Д с щ

AID Ital

III It I I

A N.1 I

Ф 1 . 1 !

«1 1 !.Ъ 1 — -!

I l

R. !о

0 ) tel 11

tII х

E 1

1 (I

1

I

I

1

1

I

1

1

1

1

I

I

Ф

I

1

1 с-с 4

Р )

О с о Ю. с0

« с

% с

tn

Cl

ГЪ с. ь

% о"

СЧ с

ttl ь с

I

1

1

I о

1 с

4Ч

I

I !

1

1 (Ч с

° Э с

РФ с о о. о

1 с и сч

С Ъ «Ф с о о

С Ъ с о

«Ч с

Cl! и

I

1

I

I

1

1

1

X:

«4 Ю

CO е4 с с о

ЧР с о

1

1

1 о с

СЧ

О с (Ч о I

3» Ъ

1 о

ОЪ с

Г Ъ

Ch . (Ч с \

Р3 Г Ъ

Р РЪ! 1

I I

1 1

1 I

1 . att I

1 1

3

I

1 ! 1!

1 I

Ю 1 — и

t1I 1

ItI 1

1 с

tat I I- I о !

«1 — 3

Х 1

Э 1 1

Х I 1 о

1 о

A 1 — 1

III 1

Х I х 1 (б1x!

Ж I I

G4 I

Э 1 — 1

Ц о

U 1

1 1 1

Ч х

4. » р» !

1

1

I

I

I

1 I

1

I

I

I

1

1

1

I

I

I .1

1

1 Ф

1 0 .х щ

»

4 I IO

1 М !

I

t

I

1

1 о а о (Ч РЪ ttl

t«I (Ч t«I

«-! ОЪ и

<Ч a«t a«I I

О\ «-4 . «-! аА О 1О (Ч (Ч <Ч

985118

Формула изобретения

Составитель В.Муравьев

Редактор Л.Филь Техред М. Надь Корректор М.Коста

Заказ 10090/35 Тираж б60 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r . Ужгород, ул. Проектная,4

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, церий, лантан, неодим, алюминий и железо, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения термостойкости и выравнивания твердости в отливках с толщиной стенки от 5 до 40 мм,он содержит ингредиенты в следующем соотношении„ вес.Ъ!

Углерод

Кремний

Марганец

Хром:

Никель Титан

Ванадий

Церий

Лантан

Неодим

Алюминий

Железо

2,9-3,5

1,6-2,4

0,81-1,5

0,1-0,4

0 05-0,4

0,03-0,15

0,05-0,3

0,005-0,2

0,001-0,01

0.,001-0,01

0,001-0,1

Остальное