Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкости, он дополнительно содержит алюминий, титан, кальций при следующем соотношении ингредиентов , мае. %: 3,0-3,4 Углерод 1 6-2 .4 Кремний О,065-0 040 Марганец 0,05-0,10 Сурьма 0,15-0,45 Ванадий 1,0-3,5 Алюминий 0,1-0,5 Титан 0,005-0,030 Кальций Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) g )) С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3661075/22-02 (22) 10. ) 1.83 (46) 30. 10.84. Бюл. 9 40 (72) А. Г. Слуцкий, Л.Л. Счисленок, Е.И.Нитов и В.Л.Трибушевский (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 927860, кл. С 22 С 37/06, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

973657, кл. С 22 С 37/10, 1982, (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, ванадий

1 и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости и износостойкости, он дополнительно содержит алюминий, титан, кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас. Е:

Углерод 3 0-3,4

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,005-0,040

Сурьма О, 05-0, 10

Ванадий О, 15-0,4 5

Алюминий 1,0-3,5

Титан О, 1-0,5

Кальций О, 005-0, 030

Железо Остальное

21314

Щ следующего химас. :

2,5-3,5

0,8-1, 5 . 0,3-1,5

1-3

0,02-0,50

0,2-1,2

Остальное

Известен чугун мического состава, Углерод

Кремний

Марганец

Алюминий

Титан

Хром

Железо

Недостатком известного чугуна является низкая износостойкость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является чугун (2),следующего химического состава, мас. :

Углерод 3,0-3,4 2

Кремний 1,6-2, 2

Сера 0,1-0,2

Марганец 0,005-0,040

Сурьма О, 15-0, 20

Ванадий 0,15-0,45 30

Железо Остальное

1 11

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, н может быть использовано для изготовления деталей, работающих при высоких температурах в условиях износа.

Недостатками известного чугуна являются низкие жаростойкость и износостойкость.

Целью изобретения является повышение жаростойкости и износостойкостн чугуна за,счет улучшения структуры металлической основы материала.

Для достижения указанной цели в состав чугуна, содержащего углерод.

10 кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, дополнительно введен алю" миний, титан, кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6-2, 2

Марганец 01005 Оэ040

Сурьма О, 05-0, 10

Ванадий 0,15-0 ° 45

Алюминий 1,0-3,5

Титан О, 1-0,5

Кальций 0,005-0,030

Железо Остальное

Чугун содержит примеси, мас . :

Сера До 0,01

Фосфор До 0 01

Пример. Для йзучения структуры и свойств чугуна предлагаемого и известного составов быпи выплавлены материалы, химические составы и результаты испытаний которых представлены в таблице.

11? 1314

I 1 л о

U A

1- Х U

m О

U Ж хк о

Ь cd

Охи

ОЪ Ф rl ф

O - г.i аъ C

Ф

1 Ф еое

1-ди хео и 1 ы о

x ca. o

Е cd f

Охи

1 an

1 л Ф ю» %

СЧ сО

< 4 Сса

Ф Ю Ю о

1 и 1 о о с о е а е о с о

ФГЪ

G С Ъ о с л %

o o л съ с л л л

О О С О О

in сч оо л Ю л

Ф а С Ъ

С Ъ л л Ю

o o o о л ! Ъ

I л ° с

o o

Щ

Л Ъ о о л Ф о о! an ! О

Ю в с о

Ю с

1. ! а

I o o

I Ю A с о

1

I Оъ О

4/Ъ сч о о с с

° с л ° i о с о

I (I г4

I .сп

1 (4 Ch O

Ю ° Ь Ю

С4 сч с

Ю

С Ъ С Ъ

1 ч с

Ю л ° a

С \ С Ъ С 1

3g

2 9 о о

В Ф 1

Ф Х I х х

Ф4 .й Ф

М Р3

5 и х ю

I

I Ф )Я

I Ц Ф

1

1

I

I !

Ф I и I

E"

U I

>Х 1о

P3 I и

1

1

Ф l !

» и и

I эх и

Э I

Р I

Х I .О

I

1 1

Я Ф

I! а

I о

1!! о I

1! с в о

112 I 314

Составитель А.Османцев

Редактор Н.Нвыдкая Техред А.Кикемезей Корректор Л.Пилипенко

Заказ 7895/20 Тираж 602 . Подписное, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", r. Ужгород, ул-. Проектная, 4

Чугуны плавились в индукционной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой. В качестве шихты для получения чугунов с низким содержанием марганца испольэовали металлизованные вы- 5 сокоуглеродистые окатыши, " ферросплавы кремния, ванадия, титана, кристаллическую сурьму, технический алюми— ний и силикокальций. Образцы для испытаний заливали в сухую песчаную фор10 му. Испытания на износ проводили на машине трения типа МТ-2П при нагрузке 12 кгс/см и скорости скольжения

1, 2 м/с.

Методика определения жаростойкос!

5 ти состояла из нагрева образца до

68С С и выдержки в течение 9 ч. Жао ростойкость определяли весовым методом.

Пределы содержания компонентов установлены, исходя из получения более благоприятного сочетания структуры и свойств материала. Нижний предел по содержанию углерода .(З,ОХ) и кремния (1,6 ) вызван необходимостью

25 получения металлической матрицы без ледебуритных включений, верхний (3,4 и 2,2X) соответственно ограничен получением перлитной структуры феррита не более 6Х. Нижний предел по со- 30 держанию сурьмы (0,05 ), ванадия (0, 157), алюминия (17), титана (О, 1X) обеспечивает повышение жаростойкости и износостойкости чугуна при минимальной степени легирования. Верхний предел по содержанию сурьмы (О, 1Х) и ванадия (0,457) ограничен образованием ледебурита, ввиду склонности чугуна при легировании перечисленными элементами кристаллизоваться по метастабильной диаграмме. Увеличение содержания алюминия и титана выше 3,5 и 0 5 соответственно резко ухудшает технологические характеристики чугуна. Содержание кальция выбрано из условия полного рафинирования жидкого расплава..

Ввод в состав сплава алюминия дополнительно лагирует металлическую основу. Кальций, рафинируя расплав, очищает границы зерен от неметаллических включений, что повышает жаростойкость и износостойкость чугуна.

Оптимальный. состав чугуна следующий, мас. : углерод 3,?, кремний

1,9, марганец 1,02, сурьма 0,075, ванадий 0,3, алюминий 2,85, титан

0,3, кальций 0,015.

Технология получения сплава предлагаемого состава заключается в расплавлении высокоуглеродистых окатышей и вводе в расплав ферросплавов кремния (75 ), ванадия (45X), титана (45X), кристаллической сурьмы, технического алюминия и силикокальция (67. Са, 457 Si ).

Расчет шихты осуществляется с учетом усвоения кремния, алюминия, сурьмы на уровне 90Х ванадия и титана на уровне 80-90Х.

Чугун предлагаемого состава целесообразно использовать для изготовления таких отливок, как гильзы. цилиндров дизельных двигателей.

Зкономический эффект от использования предлагаемого чугуна в результате повышения износостойкости составит 36 тыс. руб,