Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для отливки картера холодильных агрегатов . Цель изобретения - повьшение ударно-эрозионной стойкости в среде фреона. Новый чугун содержит, мас.%: С 2,6-3,0; Si 1,6-2,0; Мп 0,005-0,04; Сг 0,01-0,05; Ni 0,2-1,2; Mo 0,1-0,3; As 0,05-0,12; Sn 0,06-0,12, Fe остальное . Дополнительный ввод в состав чугуна As и Sn позволяет повысить ударно-эрозионную стойкость в 1,26- 2,0 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

КСПУБЛИН

„„SU„„1454874 А1

15Р 4 С 22 С 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливки картера холо-. дильных агрегатов.

Цель изобретения — повьппение удар- 5 но-эроэионной стойкости в среде фреона.

Выбор граничных пределов содержа-. ния компонентов в чугуне предложенно- 10

ro состава обусловлен следующим.

Углерод оказывает большое влияние на ударно-эрозионную стойкость чугуна и его герметичность, При этом окаL эывается форма включений графита, 15 его количество в структуре и равномер-. ность распределения графитовых включений в металлической основе чугуна.

Верхний предел содержания углерода (3,0 мас.Х) ограничен снижением удар- 20 но-эрозионной стойкости, нижний (2,6 мас.Х) обеспечивает минимальное количество свободного графита, при коГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4253665/31-02 (22) 03.04.87 (46) 30.01.89. Бюл. М 4 (71) Белорусский политехнический институт (72) М.М,Бондарен, F..È.Øèòoâ, В.М Михайловский, Л,Л.Счисленок и А.Н.Рак (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 960298, кл. С 22 С 37/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1177377, кл. С 22 С 37/08, 1983. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для отливки картера холодильных агрегатов. Цель изобретения — поньппение ударно-эрозионной стойкости в среде фреона. Новый чугун содержит, мас.Х:

С 2,6-3,0; Si 1,6-2,0; Мп 0,005-0,04;

Cr 0,01 Оэ05; Ni Ов2 1э21 ;Мо 0,1-0,3;

As 0,05-0,12; Sn 0,06-0,12, Fe остальное. Дополнительный ввод н состав чугуна As u Sn позволяет повысить ударно-эрозионную стойкость н 1,262,0 раза. 1 табл. тором кристаллизация сплава идет по метастабильной диаграмме.

Нижний предел содержания по крем- ф нию (1,6 мас.%) обеспечивает должную графитизацию сплава без структурноснободных карбидов. При добавке крем- пай ния свьпне 2,0 мас.Х увеличивается ф) количество энтектического графита, что приводит к снижению герметичности 0р и ухудшает эрозионную стойкость чугуна °

4ь

Марганец увеличивает устойчивость аустенита и способствует измельчению перлитной структуры, в результате чего возрастает герметичность чугуна и его ударно-эрозионная стойкость. Однако при его содержании свыше 0,04 мас.Х марганец вызывает ликвацию кремния, что снижает ударноэрозионную стойкость и герметичность.

Содержание марганца в пределах

0,005-0,04 мас,Х обусловлено технологическими особенностями плавки чугу1454874 на. Применение в шихте металлизованных железорудных окатышей дает возможность получать сплав с содержанием марганца не более 0,04 мас.X.

Хром является сильным карбидообра5 зующим элементом, поэтому содержание его в сплаве ограничено 0,05 мас.Х, выше которого в структуре образуются эвтектические карбиды и карбонитриды, 10 ухудшающие жидкотекучесть и ударноэрозионную стойкость и снижающие герметичность. При содержании 0,010,05 мас.Х хром повышает дисперсность перлита и измельчает графитные включения. Добавка хрома менее 0,01 мас.X не оказывает влияния на повышение эксплуатационных характеристик чугуна.

Никель понижает растворимость и повышает активность углерода в жидком чугуне. Расширяя 1 -область, никель способствует образованию дисперсной феррито-цементитной смеси, что увеличивает герметичность сплава и 25 его механические характеристики.

Добавки никеля свыше 1,2 мас.Х не приводят к существенному повышению герметичности, поэтому экономически нецелесообразны. Содержание никеля менее О,? мас.Х не приводит к повышению дисперсности перлита и не увеличивают герметичность и ударно-эрозионную стойкость.

Молибден способствует измельчению

35 эвтектического зерна и графита и приводит к формированию более дис-. персного перлита, что обеспечивает повышение герметичности и эрозионной стойкости. При добавках более 40

0,3 мас.X молибден проявляет карбидообразующее действие, а добавка менее 0,1 мас.X не оказывает существенного влияния на процесс первичной кристаллизации.

Олово при добавках 0,06-0,12 мас.X измельчает графит и обеспечивает равномерность его распределения в металлической основе чугуна. При этих величинах добавки олово способствует формированко перлитной структуры оез свободных карбидов, увеличивает дисперсность перлита и стабилизирует последний путем влияния на рост зародыш ей, что положительно сказывается

55 на герметичности и ударно-эрозионной стойкости. Верхний предел содержания олова (0 12 мас. ) ограничен ухудшением жидкотекучести сплава. Добавки олова менее 0,06 мас. не приводят к повышению герметичности сплава.

Мышьяк уменьшает количество свободного феррита и способствует образованию перлита. Растворяясь в феррите, мышьяк при содержании его до

0,15 мас.Х повышает механические свойства, ударно-эрозионную стойкость. При добавках мышьяка начиная с 0,05 мас.Х снижается общее число графита и изменяется его форма. Пластины графита становятся короче, при этом уменьшается соотношение длины и толщины графитовых пластин, что увеличивает герметичность отливок.

Герметичность и ударно-эрозионная стойкость чугуна при 0,15 мас.Х мышьяка достигает максимума и при дальнейшем росте содержания мышьяка сни» жается в связи с появлением в структуре свободного цементита и междендритного графита. Содержание мышьяка менее 0,05 мас.X увеличивает долю феррита в структуре, что ведет за собой снижение герметичности отливок.

Сурьма является перлитизатором металлической основы сплава, хотя ее перлитизирующее действие проявляется в меньшей степени, чем у олова, и при более высоких добавках. Присутствуя в сплаве и способствуя переохлаждению расплава, сурьма изменяет форму и размеры включений графита, что положительно сказывается на повышении герметичности. Верхний предел содержания сурьмы в.сплаве (0,17 мас. ) обеспечивает полную перлитизацию металлической основы чугуна. Добавка сурьмы менее 0,1 мас.Х неэффективна с точки зрения ее воздействия на структурообразование и свойства чугуна.

Пример. Для исследования жидкотекучести и ударно-эрозионной стойкости были выплавлены сплавы на нижнем, среднем и верхнем уровнях содержания ингредиентов для чугуна предложенного состава и на среднем уровне для известного чугуна.

Технология плавки заключается в расплавлении высокоуглеродистых металлизованных окатышей, науглераживания расплава и вводе легирующих элементов: ферросплавов хрома и мо либдена, электролитического никеля.

Мышьяк вводили в виде ферромышьяка с 3?% As сурьму — в виде кристаллической сурьмы Су-, (1ихту для получе1454874 ден и желе!о, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повьппения ударно-эрозионной стойкости в среде фреона, он дополнительно содержит

5 мыОЭьяк и олово при следующем соотноиении компонентов, мас.7.:

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молиб! !О 10О

Иевеетнан! Средней Э,О 2,0 0,02 0,25 0,7 0,2

580 185

Остальное

Ocòaëaное

2 6 1 6 0,005 0,01 0>2 0,1 0,05 0,!

625 270 0>70 Ioa 104

Првнлата- Яненнй еньвт

Средней 2,8, 1,8 О ° 025 0,02 О, 7 0,2 О ° 1 О, 15 Оотала- 4

sso эоо о,ás lo4 1ое

545 ° ЭЭО 0,50 104 112

Вернннй Э,О 2, О 0,04 0,05 !, 2 О,Э О, 15 О, 17

Остальное

Составитель Н. Косторной

Техред М>Дидык Корректор С 111екмар

Редактор M. Циткина

Заказ 7413/31 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r 4 Ужгород, ул. Проектная, 4 ния чугуна рассчитывают исходя из усвоения кремния, никеля и сурьмы

85-90Х, молибдена, хрома и ферромыньяка 70-80Х, а олова — 60-65Х.

Химический состав и свойства известного и предлагаемого чугуна приведены в таблице. Как видно из таблицы, дополнительный ввод в состав чугуна мьппьяка и олова обеспечивает повьпчение ударно-эрозионной стойкости,в 1,26-2,0 раза.

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Мыньяк

Олово

Железо

2,6-3,0

1,6-2,0

0,005-0,040

0,01-0,05

0,2-1 2

О, 1-0,3

0 05-0 15

0,06-0,12

Остальное