Чугун
ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, кальций, магний, фосфор, церий и железо, о тличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, он содержит компоненты при следующем соотношении, вес.%: Углерод2,8-4,0 Кремний2,8-4,0 Марганец 0,8-2,0 Медь . 1,0-1,5 Кальций0,03-0,10 Магний0,03-0,15 0,3-0,6 Фосфор 0,01-0,10 Церий Железо Остальное
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) 3(51) С 22 С 37 10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
I.. --, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Е",(ь - :. t."., i „"(ú À (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, кальций, магний, фосфор, церий и железо, о т(21) 3393365/22-02 (22) 18.02.82 (46 ) 07. 10. 83. Вюп. Р 37 (72) Б. С. Варанов (53) 669.15-196 (088.8) (36) 1. Авторское свидетельство СССР
9 475411, кл. С 22 С 37/10, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
Р 734308, Кл. С 22 С 37/10, 1980. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости, он содержит компоненты прн следующем соотношении, вес.Ъ:
Углерод
Кремний
Марганец
Медь
Кальций
Магний
Фосфор
Церий
Железо
2,8-4,0
2,8-4,0
0,8-2,0
1,0-1,5
0,03-0,10
0,03-0,15
0,3-0,6
0,01-0,10
Остальное
1046319
Химический состав, Ъ
1 "I ° Г
Чугун
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна с шаровидной формой графита для отливок, работающих в условиях трения.
Известен чугун, содержащий, вес.Ф углерод 3,5-4,0; кремний 2,8-5,0," марганец 0,4-1,5; медь 0,45-1,0, магний 0,01-0,04; хром 0,05-0,2; никель 0,05-0,8; железо ocTBJIbHoe(1)
К недостаткам чугуна указанного состава следует отнести низкую износостойкость из-за наличия феррита в его структуре.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является чугун, содержащий, вес.Ъ: углерод 2,8-4,0, кремний 2,2-4,0; марганец 0,05-0,7, медь 0,4-1,0, кальций 0,03-0,25," магний 0,01-0,07; фосфор 0,05-0,3, редкоземельные элементы 0,.001-0,25, иттрий 0,005-0,25, хром 0,05-0,4; железо остальное (2)..
Недостаток известного чугуна заключается в том, что он, имея удовлетворительные свойства для поршневых колец тракторных двигателей малого сечения, при увеличении сечения отливки .имеет невысокую износостойкость, так как увеяичивается количество феррита и пластины перлита становятся крупнее, Кроме того, данный чугун имеет высокую стоимость вследствие наличия дорогостоящих и дефицитных элементов, таких как никель, иттрий, хром, не обеспечивая при этом необходимые свойства в крупных сечениях отливок.
Целью изобретения является повышение иэносостойкости чугуна.
Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, кальций, магний, фосфор, церий и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, вес.Ъ:
Углерод 2,8-4,0
Кремний 2,8-4,0
Марганец 0,8-2,0
Медь 1,0-1,5
Кальций 0,03-0,10
Магний 0,03-0,15
Фосфор 0,3-0,6
Церий 0,01-0,10 железо Остальное
Сущность изобретения заключается в выборе рационального соотношения компонентов, при котором обеспечиваПредлагаемый 1 2,8 4,0 2,0
2 3,5 3,4 1,5
3 3,8 2,8 0,8 ется увеличение износостойкости чу- . гуна.
Это достигается следующим: более высоким содержанием марганца (0,82,0 против 0,05-0,7), что препятствует образованию феррита в толстых сечениях отливки и повышает твердость и износостойкость чугуна, так как более 1,2% наблюдается интенсивное образование карбидов; более высоким
10 содержанием меди (1,0-1,5В против
0,4-1,0), что гарантирует получение перлитной структуры чугуна в литом состоянии при любом (в пределах изобретения) соотношении углерода, кремния и марганца, более высоким содержанием фосфора (0,3-0,6 против 0,050,3), что приводит к появлению в структуре чугуна включений фосфидной эвтектики и в сочетании с медью-фос2® фидов меди, повышающих износостойкость чугуна. Повышенное содержание магния обеспечивает получение графита шаровидной формы при повышенном содержании меди, обеспечивая тем
camw необходимые прочностные H ynругие свойства чугуна.
Отсутствие в составе чугуна никеля, иттрия и хрома уменьшает стоимость чугуна без ухудшения его свойств.
30 Введение силикокальция и ферроцерия в сочетании с магнием стабилизирует процесс модифицирования, снижает вероятность появления пластин0 чатого графита, улучшает форму гра35 фитовых включений, способствуя тем самым повышению механических свойств чугуна.
Для подтверждения оптимальности состава чугуна в индукционной печи
4р выплавили три опытные плавки.
После доведения расплава чугуна до 1450-1470 C производили модифицирование расплава в герметизированном ковше емкостью 0,75 т. В качест45 ве модификатоРов пРименяли магний и ферроцерий (марки ФЦ). Расход магния и ферроцерия составляет 0,250,5Ъ и 0,3-0,5 соответственно.
Продолжительность модифицирования равна 1,5-2,5 мин.
При переливе металла из автоклава в раэливочный ковш на струю присаживали ферросилиций (марки СК 15).
Заливку металла производили при
1360-1380 С.
Химические составы чугуна опытных плавок приведены в табл. 1.
Таблица 1
Си Mg j Ce t Ce.
0,6 1,0 0,06 0,01 0,03
0 3 1 5 0 05
0,45 1,3 0,15 0,10 0,10 ) 1046319
Таблица 2
Чугун
08 кгс/мм HRB Износостойкость (относительная) Предлагаемый
113
1,15
109
1,20
1,22
65.
104
1,0
Известный
Увеличение износостойкости предла- колец. Годовой экономический эффект гаемого чугуна позволяет увеличить от внедрения предлагаемого изобретеэксплуатационную стойкость поршневых ния составляет 11,5 тыс.руб.
Составитель Н. Касторной
Техред N.Êîñòèê
Редактор A. Шандор
Корректор A ° Повх
Заказ 7668/26 Тираж 627
BHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ю
Из чугуна предлагаемого состава и известного были изготовлены поршневые кольца, которые подвергали нормализации по режиму: нагрев до 880 С, выдержка 6 ч и последующее охлаждение на воздухе. Термообработка способствует дальнейшему повышению износостойкости чугуна.эа счет измельчения перлита и более равномерного распределения легирующих компонентов..
Результаты испытания механических свойств и иэносостойкостн чугуна известного и предлагаемого сотсавов приведены в табл. 2.
Свойства чугуна
