Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, иттрий, один элемент из группы, содержа1цей кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при трении в коррозионной среде и сопротивляемости усталостному разрушению чугуна, указанная группа дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2,2-3,3 Углерод 2,2-3,2 Кремний 0,5-1,2 Марганец 0,3-0,8 Титан 0,1-0,7 Алюминий О.,03-0,12 Иттрий Один элемент из группы,содержащей кальций и 0,02-0,10 барий (О Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU,, 11643

1(51) С 22 " 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

K АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3671800/22"02 (22) 09.12.83 (46) 30.06.85. Бюл. У 24 (72) Б.К.Святкин, M.È.Êàðïåíêo, Ю.Г.Серебряков Т.И.Кныш, С,А.Мелто. нян и М.Б.Егорова (71 ) Всесоюзный заочный политехнический институт (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 872590, кл. С 22 С 37/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

9 1079686, кл. С 22 С 37/10, 1982. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, иттрий, один элемент иэ группы, содержащей кальций и железо, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости при трении в коррозионной среде и сопротивляемости усталостному разрушению чугуна, указанная группа дополнительно содеряыт барий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод 2,2-3,3

Кремний 2,2-3,2

Марганец 0,5-1,2

Титан 0,3-0,8

Алюминий 0,1-0,7

Иттрий 0,03-0,12

Один элемент из группы, содержащей кальций и барий

Железо

11643 03

Изобретение относится к металлургии, в частностй к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях трения в коррозионной среде. 5

Целью изобретения является повышение иэносостойкости при трении в коррозионной среде и сопротивляемости усталостному разрушению чугуна.

Состав и свойства чугуна известного и предложенного составов представлены в табл. I и 2.

При увеличении концентрации уг. лерода в чугуне более 3 3 мас.% укрупняется графит, резко снижаются 15 механические характеристики, сопротивляемость усталостному разрушению, а при содержании углерода менее

2,2 мас.% усиливается отбел, растет количество аустенита в структуре и 20, резко уменьшается динамическая прочность сплава отливок, При увеличе— нии концентрации кремния более

3,2 мас.% значительно усиливается графитизирующее влияние на структу- 25 ф ру, увеличивается количество феррита, что приводит к уменьшению износосТоНКосТН в коррозионных средах.

При содержании кремния до 2,2 мас.7 снижается динамическая прочность, растет содержание цементита в структуре и сопротивпяемость усталостному разрушению, существенно снижаются литейные свойства, особенно жидкотекучесть чугуна.

При содержании марганца менее

0,5 мас.% износостойкость при трении в коррозионных средах недостаточна, а при концентрации марганца более 1,2 мас.% увеличивается устой

40 чивость аустенита и снижаются динамическая прочность и сопротивляемость усталостному разрушению.

Алюминий в количестве, 0,1-0,7 мас.% повышает прочностные свойства, очи45 щает границы литого зерна от примесей, сопротивляемость чугуна износу при трении в корроэионной среде и фреттинг-коррозии возрастает. При концентрации менее 0,1 мас.% алюминий слабо влияет на износостойкость, а при содержании алюминия более 0,7мас.% возрастает газонасыщенностьь, брак литья по пленам, шлаковым раковинам, что снижает сопротивляемость усталостному разрушению.

Дополнительное введение в чугун титана в количестве 0,3-0,8 мас.% микролегирует твердый раствор и ловы шает износостойкость чугуна в коррозионных средах и сопротивляемость усталостному разрушению. При малых количествах (до 0,3 мас.% ) титан является графитизирующим модификатором, в результате чего износостойкость при трении в корроэионной среде недостаточна. При концентрации титана более 0,8 мас.% растет количество карбидов и неметаллических включений по границам зерен и снижается сопротивляемость усталостному разрушению.

Иттрий используют как эффективную мнкролегирующую добавку,-которая в большей степени, чем другие Р3М, измельчает структуру, повышает твердость, прочность, износостойкость и сопротивляемость усталостному разрушению отливок. При содержании иттрия более 0,12 мас.7. снижается динамическая прочность, увеличивается отбел отливок и снижается сопротивляемость усталостному разрушению, а при концентрации до

0,03 мас.7. его влияние на свойства чугуна незначительно.

Модифицирование чугуна 0,020,1 мас.% кальция или бария очищает границы литого зерна, уменьшает количество Heìåталлических включений, газов и серы, повышает износостойкость и сопротивляемость чугуна усталостному разрушению. При концентрации до 0,03 мас.7. модифицирующее влияние кальция проявляется недостаточно, а при содержании более

0,12 мас.7 увеличивается содержание феррита, что влечет за собой потерю механических характеристик, Введение бария обосновывается необходимостью улучшения компактности углеро- да и неметаллических включений в литом металле. В этом случае он проявляет как кальций эффективное модифицирующее влияние и способствует повышению сопротивляемости усталостному разрушению и износостойкости в коррозионных средах, замена барием кальция является адекватной.

Пример. В открытых индукционных печах проведены опытные плавки серых чугунов с перегревом до

1S00-1550 С. В качестве шихтовых

0 материалов использовали литейные чугуны, металлолом, отходы прессового цеха, ферротитан, ферроалюминий, ме3 1.164 таллический иттрий, ферробарий, сили-. кокальций и карбюризаторы. Для ра" финирования чугуна применяют кальцинированную соду (ГОСТ 5100-73) и известь (ГОСТ 8677-66) .

Заливку сухих песчаных или металлических форм производили 250 кг ковшами при 1350-1380 С после присадки модифицирующих ферросплавов и до- бавок. Коэффициенты усвоения модифи- 10 цируюших элементов из ферросплавов при присадке в ковш составляют

30 3 4 мас. Х: алюминий 72-831 металлический иттрий 81-92; барий 51-57 и кальций

56-65.

Сопоставленный анализ механических сво ."Ts показывает, что предложенный серый чугун обладает более высокими показателями износостойкости при трении в коррозионной среде, сопротивляемости усталостному разрушению и динамической прочности, чем известный чугун (прототип).

1164303

Се). Се) СЧ

О О О в л - л л л

О О О О . О

Л СЧ 00 в ° с в

СЧ СЧ Q

СЧ 00 СЧ л л л

О О О

СЧ л

С»Ъ СЧ СЧ в л

СеЪ СЧ ф»

Л С.! О О C) л л л в л л е

СЧ С О О О О „О

СЧ СО л л

00 СЧ СЧ л л

О О О

Се 1 (Ч л л

С Ъ

1 1 I I

С! сЧ сч л Yl 0 л л л л

СЧ С О Î О

О ь

О л

Ю сч

С"1 сЧ сЧ 00 л л л л л

О О ь

1 I 1 л

i о

О М . л Д

Ю Р 1 1 1 I 1

Ю О О сО л л л

СЧ СЧ О и1 и л л

О О л

C) О

О

Ре

Р1

О

<"1 О

° с ° \

О О О

СЧ

О л

1 О

О СЧ СЧ ег

° с л

M О е

О

О

I N 1 cv) л

l l

I I

СЧ л л л л

О О О

СЧ СЧ 00 л в л

I I 1

О )

C)

О

Ю I л iо со ul Ln в л л л л л

СЧ О О О О

1 1

Се1

I Vl Се) ™ О О л л л л л

СЧ С ) О О О О Ю

Ql I 1

О

Ж е0 а

О Е» СЧ О

° 0 л л

О Ю О О

1 I. I еО

О СЧ ее л л

О О О

СЧ 00 CV СЧ л л л л л ° с

И СЧ О О О О 1

Х

Се)

С4

Фе

Ж >Х Й

l0, 3 0 Ol

Р

4 Р Х %!

М

0J !

Х (»

О

Р

С0

1 Ж !

1 1 I 1 1

1 I ) 1 I

1 1 1 1

1 1 1 !

tt а, î g u

М Л 4 8

1164303

Т а б л и а а 2

Состав чугуна

PPosHH мкм

0,44

370

12,6

209

0,2

0 85

520

11,2

156

0,3

0,96

650

8,6

I 24

0,5

0,8

112

740

0,92

7,2.0,88

165

11,5

535

0,3 672

134

8,8

0,5

0,98

118

756

0,8

7,5

190

410

0,56

12,0

0,3

0,8

142

570

0,84

9,6

0 9

)79

0 18

430.

11,7

198

345

12,4

0,43

0,15

Составитель Н.Косторной

Техред Т.Маточка

Редактор М.Колб

Корректор В,Бутяга

Подписное

Заказ 4157/25 Тираж 583

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж"35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"., г.ужгород, ул.Проектная,4

Содержание титана, мас.7

Средний износ при трении в коррозионной среде, мг/км

Т едний изс при еттингСопротивляемость усталостному разрушению, циклы

Динаьяческая прочность серого чугуна в отливках ьсЦж/м

Чугун Чугун Чугун Чугун Чугун 

 

Похожие патенты:

Чугун // 1157118

Чугун // 1157116

Чугун // 1154365

Чугун // 1154363

Изобретение относится к области металлургии, в частности к серым чугунам с пластинчатым графитом, используемым в узлах трения

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке сплавов на основе системы железо-углерод для изготовления литых износостойких и ударопрочных изделий, например помольных шаров, и к способу получения таких сплавов

Чугун // 2112073
Изобретение относится к металлургии, в частности к чугунам с шаровидной формой графита для получения отливок, обладающих в исходном состоянии высокой пластичностью и прочностью

Чугун // 2116371
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам чугуна, используемого в качестве товарного ванадиевого чугуна, а также для конверторного передела с получением ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта

Чугун // 2116372
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам чугуна, используемого в качестве товарного ванадиевого чугуна, а также для конверторного передела с получением ванадиевого шлака и углеродистого полупродукта

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано как антифрикционный материал, в частности, для изготовления деталей, работающих в условиях с повышенными окружными скоростями

Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам легированных чугунов для изготовления изделий, работающих в условиях повышенного износа и циклических нагрузок, например валков прокатных станов, деталей грязевых и погружных насосов и т.п

Чугун // 2124066
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов износостойкого чугуна для получения различного типа литых валков, используемых в металлургии , строительной и пищевой промышленности (мукомольной, кондитерской, пивоваренной), и других видов размольного оборудования

Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке составов чугуна для изготовления мелющих тел и быстроизнашивающихся деталей, таких, как броневые плиты шаровых мельниц, била, щеки щековых дробилок и тому подобное
Наверх