Способ легирования чугуна

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к изысканию комбинированных легирующих материалов, содержащих хром, никель, молибден, медь. Цель изобретения - повышение износостойкости чугуна, расширение технологических возможностей и снижение затрат на легирование. Способ включает введение в шихту комплексной лигатуры, содержащей CR и NI в соотношении 3:1, причем в качестве лигатуры используют сталь 08Х14Н5М2ДЛ. Литники, прибыли, забракованные детали, не подлежащие возврату в производство, использую без предварительной переработки. Навеску отходов берут в количестве 1,0-1,5% от массы металлической шихты и вводят в твердую завалку. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21 ) 430991 3/23-02 (22) 11.08.87 (46) 28.02.90. Бюл. У 8 (72) А.Н.Белякова, А.И.Рыбакова и 10..М,Мермельштейн (53) 669.15-198(088.8) (56) Мельников В.П,, Влияние меди на износостойкость крупных толстостенных чугунных отливок. — Литейное производство, 1983, М 6, с. 37.

Справочник по чугунному литью/

Под ред. Н.Г.Гиршовича, Изд . З-е.

Машиностроение, 1978, с. 141-142.(54) СПОСОБ ЛЕГИРОВАНИЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к изысканию комбиниИзобретение относится к черной металлургии и литейному производству, в частности к получению сложнолегированных чугунов, используемых в производстве износостойких деталей.

Целью изобретения является повышение износостойкости чугуна, расширение технологических возможностей и уменьшение затрат на легирование.

Способ легирования чугуна осуществляют введением в металлическую шихту комплексной лигатуры, содержащей

Cr u Ni в соотношении 3:1, а в качестве лигатуры используют отходы стали марки 08Х14Н5М2ДЛ, которые .вводят в чугун.в количестве 1,0-1 5Х от массы металлической шихты, Химический состав используемых отходов стали марки 08Х14Н5М2ДЛ по

ОСТ 1.90090-79 следующий, мас.X:

ÄÄSUÄÄ 1546508 А1 (51)5 С 22 С 35/00, С 21 С 1/00

2 ров анных легирующих материалов, содержащих хром, никель, молибден, медь. Цель изобретения — повышение иэносостойкости чугуна, расширение технологических возможностей и снижение затрат на легирование. Способ включает введение н шихту комплексной лигатуры, содержащей Cr u Ni в соотношении 3:1, причем в качестве лигатуры используют сталь 08Х)4Н5М2ДЛ.

Литники, прибыли, забракованные детали, не подлежащие возврату в производстно, используют без предварительной переработки. Навеску отходов берут в количестве 1, 0-1,5Х .от массы металлической шихты и вводят в твердую зан алку. 2 табл.

Хром 13,00-14,50

Никель 4, 50-5, 50

3аю

Молибден 1,50-2,00 С

Медь 1,20-1,75 «Рь

Углерод 4 О, 08 фЪ

Кремний а0,70

Марганец 1, 00

Сера 0,03

Фосфор (0,03 00

Ниобий 0,10

Железо Ос таль но е

0с ионное лег ирующе е де йс тв ие в указанной лигатуре оказывают Сг, Nl.

Си, Мо. Однако лигатуру вводят в шихту в количестве 1,0-1,5Х, что в пересчете на отдельные элементы значительно меньше, чем при легировании чугуна отдельно Сг, Ni, Cu, Mo.

В соответствии с предлагаемым способом легирования отходы литейного

1 546508 производства деталей из стали марки

08Х14Н5М2ДЛ: лнтники, прибыли, забракованные литые детали, не подлежашие возвратному производству, ис5 пользовали без предварительной переработки. Навеску отходов брали в количестве l 0-1,5% от массы металличесКой шихты и вводили в твердую эавалку. 10

Состав исходного чугуна, мас.%:

С 3,5-3,8.; Hi 22,0-2,4; Мп 0,5-0,9;

Р— < 0 25; Б 4 0,12; Fe остальное.

Для сравнения в чугун такого же исходного химсостава вводили Cr @ Ni

-в соотношении,, близком 3:1. Содержание указанных элементов соответствует содержанио этих элементов в природнолегированном хромоникелевом чугуне Л4-ХН, а добавление в исходный чугун Cr-М в соотношении 3:1 можно приравнять к легированию чугуна природнолегированным чугуном марки Л4-ХН.

Заливку металла в обоих случаях производили в кокиль, После выплавки чугуна производился высокотемпературный отжиг при 980+ 20 Ñ в тече10 ние 6-7 ч.

Таким образом в одинаковых условиях по предлагаемому и известному способам были отлиты детали корпуса компрессора домашнего холодильника, работающие на истирание и исследованы технические характеристики образцов .

Результаты опытов представлены в табл, 1 °

Из табл. 1 следует, что по срав40 нению с прототипом в предлагаемом способе несколько снижается твердость чугуна, что улучшает механическую обрабатываемость, при одновременном повышении износостойкости трущейся пары примерно в 2 раза.

Таким образом, используемые отходы применимы для получения чугунных отливок с требованиями износостойкости и являются легирующим материалом.

Была исследована зависимость структуры чугуна, полученного по предлагаемому способу, от количест-, ва вводимых отходов стали 08Х14Н5М2ДЛ.

Результаты опытов приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что при введении лигатуры в виде отходов деталей из стали 08Х14Н5М2ДЛ менее 1,0% в структуре чугуна отсутствует перлит, что отрицательно сказывается на иэносостойсости. При введении указанной лигатуры более 1,5% в структуре чугуна наблюдается наличие цементита, что недопустимо для работы пары трения. При введении легирующих отходов в пределах 1,0 — 1,5% в структуре имеется перлит (10%), наличие которого способствует повьппеноо износостойкости, Применение в качестве лигатуры для чугуна отходов деталей из стали 08Х14М2ДЛ повьппает износостойкость чугуна примерно в 2 раза (см. табл. 1 ), расширяет технологические вбзможности легирования, так как увеличивает ассортимент применяемых для чугуна лигатур, уменьшает затраты на легиров ание.

В предложенном способе за счет применения невозвратных отходов производства создается экономия материала.

Формула и з о б р е т е н и я

Способ легирования чугуна, включающий введение в металлическую шихту комплексной лигатуры, содержащей хром и никель в соотношении 3:1, отличающийся тем, что, с целью повьппения износостойкости чугуна, расширения технологических возможностей и снижения затрат на легирование, в качестве лигатуры используют отходы стали марки

08Х14Н5М?ДЛ, вводимой B количестве

1,0-1,5% от массы шихты, 1 546508

Таблица!

Количество

Твердость, НВ

Износ мг

Пара трения

Способ

Вводимая лигатура лигатуры от массы шихты, Х

Предла- Отходы деталей 1,2 гаемый из стали

08Х 1 4Н 5M2ДЛ

156

1,0 ° ..1,3

0,7...0,4

Чугун

Сталь

Чугун

Сталь

137

Извест- Cr-Ni

HbIA

Cr 0,14, Ni 0,05

178

2,2

0,9

П р и м е ч а н и е. Образцы вырезались из готовых деталей.

Диаметр обраэцов 34 мм, длина 10 мм, Износ пары трения чугун — сталь определяли на машине СМЦ при следующем режиме: нагрузка на образцы 75 кг, цикл обработки

2,5 ч при 79000 оборотах, Режим обкатки соответствует условиям работы пары трения при эксплуатации компрессора.

Таблица 2

Пара Твердость, Износ, мг трения НВ

Кол-во Микроструктура чугуна вводимых отходов> мас.Х

1,9

Чугун 149

0,8

Основа: феррит, Графит тонкопластинчатый, 15% пластинчатого

121...131 0,9...08

Сталь

Основа: феррит, 10Х перлита

1,0

Чугун 156...163 1,6

Графит тонкопластинчатый, 10% пластинчатого

Основа: феррит, 10Х перлита

0,6 ° ..0,4

131

Сталь

1,5

1,1...1,4

0,4...0,6

156

Чугун

Сталь

131...143

Графит пластинчатый

Основа: феррит, 10Х перлита, цементит

Чугун 143...156 1,0...1,2

Графит тонкопластинчатый, 15% пластинчатого

137 ° ..143

0,5...0,6

Сталь

Составитель А. Бармыков

Техред А.Кравчук Корректор С. Черни

Редактор Т. Лазоренко

Заказ 57 Тираж 483 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101