Чугун для блок-картера

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок - блоккартера. Цель - стабилизация твердости в отливках с сечением от 8 до 60 мм, уменьшение поверхностного отбела и снижение себестоимости чугуна . Новый чугун содержит, мас.%: С 3,1 - 3,5; Si 1,6 - 2,1; Нп 0,8 - 1,2; Сг 0,2 - 0,4; Ni 0,05 - 0,09; V 0,07 - 0,15; Си 0,2 - 0,4; Ti 0,03- 0,10; Ва 0,005 - 0,02; Sr 0,05 - 0,01 и Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Sr и уменьшение в нем содержания Сг и Ni позволяют стабилизировать твердость в отливках с сечением от 8 до 60 мм, уменьшить поверхностный отбел в 2-4 раза и снизить себестоимость чугуна до 2,5%. 2 табл. с « (Л

СОЮЗ. СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„, 1636470 А1 (51)5 С 22 С 37 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Нижние пределы содержания указанных элементов 3, 1 и 1,6Х обусловлены необходимостью исключения поверхностного отбела на поверхностях, сопряженных с заливами металла. При этом усиливается неоднородность . структуры в различных сеченйях отливки. Превышение верхнего предела содержания углерода и кремния приводит к ухудшению формы и распределению графита и, как следствие, к ухудшению демпфирующей способности чугуна.

Марганец при концентрации ниже нижнего предела (0,8X) не оказывает заметного влияния на упрочнение ме,таллической основы сплава. Наличие

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .НОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPN ГННТ СССР (21) 4692093/02 (22) 05.04.89 (46) 23.03.91. Бюп. Р 11 (71) Белорусский политехнический институт (72) А.Г.Слуцкий, С.Н.Леках, Л.Л.Счисленок, А.А.Супрун, В.А,Наговицын, В.К.Батурин, Н.И.Михайлюк и Ю.П.Белый (53) 669. 15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 867942, кл. С 22 С 37/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1084331, кл. С 22 С 37/10, 1982. (54) ЧУГУН ДЛЯ БЛОК-КАРТЕРА (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок « блок-картера.

Цель изобр ет ения — стабилизация твердости в отливках с сечением 8—

60 мм, уменьшение поверхностного отбела и снижение себестоимости чугуна.

Выбор граничных пределов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

Углерод и кремний при содержании в сплаве 3,1 — 3,5 и 1,6 — 2,1Х соответственно ббеспечивают требуемый уровень механических и технологических свойств чугуна.

2 производстве чугунных отливок — блоккартера. Цель — стабилизация твердости в отливках с сечением от 8 до

60 мм, "уменьшение поверхностного отбела и снижение себестоимости чугуна . Новый чут ун содержит, мас.7: С

21 Нп0

1,2; Cr 0,2 — 0,4; Ni 0,05 — 0,09;

V 0,07 — 0,15; Си 0,2 — 0 4; Ti 0 030,10; Ва 0,005 — 0,02; $г 0,05—

0,01 и Pe — остальное. Дополнитель- . ный ввод в состав чугуна Sr и уменьшение в нем содержания Сг и Ni позволяют стабилизировать твердость в отливках с сечением от 8 pо 60 мм, уменьшить поверхностный отбел в 2-4 с раза и снизить себестоимость чугуна <р до 2,57.. 2 табл.

1636470 данного элемента в чугуне выше верхнего предела (1,2X) повышает тверю дость в тонкостенных частях отливок, и кроме того, экономически нецелесообразно.

Нижние пределы содержания хрома (О, 2X), ванадия (0,07X), титана (0,03X) обусловлены получением требуемой твердости и релаксационной твердости в корпусных отливках при наличии в сплаве хрома, ванадия и титана выше верхних пределов 0,4, 0,15 и О;1Х соответственно, Значительно увеличивается неоднородность структуры в разностенных сечениях отливки. Кроме того, возрастает поверхностный отбел на сопрягаемых с заливами поверхностях, приводящий к резкому ухудшению обрабатываемости чугуна. ,Нижние пределы содержания меди (0,2Х) и никеля (0,05Х) выбраны исходя из получения брлее. плотной и од:нородной по твердости структуры спла- 25 ! ва в сечениях 8 — 60 мм при минимальной степени легирования. При добавках в чугун указанных элементов, соответственно более 0,4 и 0,09Х прирост твердости незначителен и, кроме

30 того, происходит удорожание сплава.

Пределы содержания бария (О, 005—

О, 02Х) и стронция (О, 005 — О, 01 ) обеспечивают за счет эффективного графитизирующего модифицирования стабильное получение чугуна без поверх- 35 ностного отбела в отливках. Нижние пределы содержания указанных элементов обусловлены получением в структуре среднепластинчатого неориентированного графита, обеспечивающего 40 минимальный уровень остаточных напряжений, хорошую демпфирующую способность и удовлетворительную обрабатываемость чугуна.

В качесте примеси предлагаемыи

45 чугун содержитфосфор до 0,15Х и серу до О, АХ.

Добавки в сплав указанных элементов выше верхних пределов не обеспе1 чивают требуемый эффект модифициро- 50 вания, а также экономически нецелесообразны.

В индукционной печи с кислой футеровкой выплавляют предлагаемый сос55 тав чугуна с различным уровнем содержания компонентов. Дпя сравнительных испытаний использован известный чугун, содержащий ингредиенты на среднем уровне. В качестве шихтовых материалов используют литейный чугун

ЛЗ, стальной лом, ферросплавы кремния, марганца, ванадия, титана, хрома, катодную медь и гранулированный никель. В качестве носителей бария и стронция используется лигатура на жепезнокремниевой основе с активными добавками бария (до 5X) и стронция (до ЗХ), Шихту загружают в печь, расплавляют и затем вводят ферросплавы, обеспечивающие, в учетом степени их усвоения, требуемый уровень легирования марганцем, кремнием, хромом, никелем, медью, ванадием и титаном. Чугун перед разливкой модифицируют лигатурой с активными добавками бария и стронция в требуемых для достижения эффекта количествах. Для сравнительных испытаний заливают ступенчатую пробу с толщиной стенки 8

60 мм и специальными заливами для формирования отбеленного слоя и образцы для оценки обрабатываемостн сплава. Испытания на обрабатываемость проводят методом фрезерования ступенчатой пробы при глубине среза

1,5 мм, подаче 0,2 мм/об. Показателем обрабатываемости служит уровень целесообразности скоростей резания, который характеризуется величиной

Vg что соответствует стойкости инструмента 60 мин.

Поверхностный отбел на сопрягаемых с заливами поверхностях оценивали металлографическим методом на образцах, вырезанных из ступенчатой плиты. Сравнительные результаты испытаний предлагаемого чугуна и известного приведены в табл. 1 и 2.

Как следует из табл.1 и 2, дополнительный ввод в чугун предлагаемого состава стронция и изменение в нем соотношения хрома и никеля позво.ляют по сравнению с известным чугуном стабилизировать твердость в отливках с сечением 8 — 60 мм, уменьшить в 2-4 раза поверхностный отбел и снизить себестоимость чугуна до

2,5Х.

Формула изобретения

Чугун для блок-картера, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, медь, титан, барий и железо, о т л и ч а ю щ и Й с я

1636470 тем, что, с целью стабилизации твердости в отливках с сечением 8

60 мм, уменьшения поверхностного отбепа и снижения себестоимости, он дополнительно содержит стронций при следующем соотношении компонетов, мас.Х:

Углерод

Кремний

3,1 - 3,5

1,6- 2,1

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.Ж, в чугуне

11 (I Г

Чугун

С Si Mn Cr Ni V Cu Ti Bd Sr Fe

3,2 2,2 0,8 0,9 0,25 0,2 0,270,06 0,013 - Осталь. Известный ное

0,005

0,007 -И0,01

Пр едл ага емый

3,1 1,6 0,8 0,2

3,3 1,9 1,0 0,3

3,5. 2,1 1,2 0,4

Оэ03 Оэ07 Оэ 2 Оэ03 Оэ005

0,06 0,100,3 0,07 0,013

0,09 0,15 0,4 0,1 0,02

Таблица 2

Отб ел, MA

Предел прочности

Снижение себестоОбрабатываеТвердость НВ и сечениях ступенчатой плиты с толщиной стенки, мм

Величина

Чугун имости чугуна, 1 т/руб. мость 60 при растяжении, МПа

8 20 40 . 60

Известный

280

312,84

320 241 227 217

275

309,40

307,18

304, 73

13

18

89

91

223 212 203 194

229 219 208 88

235 224 215 207

Составитель Н. Косторный

Редактор Н, Бобкова Техр ед Л.Олийнык Корректор Т.Малец

Тираж 383

Зака з 798

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета о изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1.13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Пр едлагаемый

2 3

Марганец

Хром

Никел ь

Ванадий

Медь

Титан

Барий

Стр онций

Жел езо спада в сечениях

8-60 мм

НВа- НВао

-- — — — — х

HP so х100Х

0,8-1,2

0,2- 0,4

0,05 — 0,09

0,07 — 0,15

0,2- 0,4

0,03 — О, 10

0 005 - 0,02

0005-001

Остальное