Чугун

 

СОЮЗ COBETCHHX

Ф П

РЕСПУБЛИН (щ)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4650079/02 (22) 12.01.89 (46) 23.05.91 ° Бюп. Р 19 (71) Московский автомобильный завод им.И.A.Ëèõà÷åâà, Алапаевский металлургический завод и Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (72) Я.Г.Клецкин, Б.И.Гринберг, А.Г.Османцев, Б.Ю.Кошкин и В.N.Мамонтов (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 473124, кл. С 22 С 37/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 140798 7, кл . С 22 С 37/00, 1988.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для отливок поршневых колец и т.д, Цель изобретения — повышение предела прочности при растяжении, жидкотекучести, обрабатываемости и уменьшение величины остаточных напряжений.

Выбор граничных пределов содержа-ния компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

При содержании углерода, кремния, титана и кальция ниже нижнего предела не обеспечивается необходимый уровень графитообразования и образуются кар„ „Я0„„1650751 А 1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве поршневых колец. Цель— повышение предела прочности при растяжении, жидкотекучести, обрабатываемости и уменьшение остаточных напряжений. Чугун содержит, мзс.%: С 3

4,0; Si 1,6-2,8; Мп 0,5-1,5; Р 0,060,20; Cr 0,5-3,0; Си 3,6-7,5; Ti 0,030,65; Са 0,005-0,05; N 0,005-0,05;

Ni 0,05-1,0; No 0,03-0,80 S 0,02

10; Fe — остальное. Увеличение содержания Cr и Си в чугуне предлагаемого состава позволяет повысить бв в 1 271,34 раза, жидкотекучесть в 1,4-1,6 Я раза, обрабатываемость в 1,42-1,71 раза, а также снизить величину остаточных напряжений в отливках на 0,40 457e 1 табл ° биды, что приводит к резкому снижению йидкотекучести и обрабатываемости при повышении остаточных напряжений и со1. ответственно деформации. С

При содержании углерода, кремния, . титана и кальция выше верхнего предела снижается прочность и жидкотекучесть.

При концентрации марганца, хрома, меди, никеля и молибдена ниже нижнего предела не обеспечиваются необходимый уровень легирования, что приводит к неодновременному ходу кристаллизации в объеме сплава и усилению межфазных напряжений. Как результат, снижаются

1650751

Хнмнчесннн состав, мас.X

) Т (T

Деформация, 2

ые>

ИПа

Cr Cu Ti Ca

Но Fe

ИтнестныП

Препвегег>н >н !

3>4 2>0 О 9 0>15 - 0>35 0>12 0>04 0>03 0>018 0>040

435 840 0 50

О, 1О Останьное

0,06 0,02 0>5 3,6

О, l3 0,06 1,8 5,5

0>20 О,!О - 7>5

0,03

0,80

О,OO5 О,OO5 О,OS

0>021 0,026 0,52

0,050 0,050 1,00

556

584

572

1340

0,05

0,1

О,!

0i03

0,34

0,65

3,0 1,6 0>5

3>S 2,2 1,0

2,8 1,5

П р и м е ч в н н е. Чугун нанестного состава содержит 0,032 сурьмы. прочность, жидкотекучесть и обрабатываемость при повышении остаточной деформации.

При содержании этих элементов выше 5 верхнего предела образуются карбиды и включения свободной меди, что приводит к снижению прочности, жидкотекучести н обрабатываемости при росте остаточных деформаций и напряжений.

При содержании фосфора, серы и азота ниже нижнего предела не обеспечиваются требуемая жидкотекучесть и прочность чугуна при ухудшении его обрабатываемости. 15

При концентрации этих элементов

) выше верхнего предела расширяется интервал кристаллизации сплава, что приводит к снижению жидкотекучести, ухудшению обрабатываемости и увеличе- 20 нию остаточных напряжений и деформаций и увеличивается количество фос«

Фидной эвтектики, сульфидов и нитридов.

Составы чугунов и их свойства приведены в таблице.

Сплавы выплавляют в электропечах, вагранках и домнах. При сливе в ковш чугун обрабатывают ФС75 и СК15 а медь, ФХ800А и другие ферросплавы вводят как в плавильный агрегат, так и на дно ковша.

)Кидкотекучесть исследуют на спиральной пробе с сечением 0 5 от стандартного в сырых песчано-глинистых

Формах.

Величину остаточной деформации определяют по относительному увеличению расстояния между реперными точками. Точки наносят на поверхность кольца, и772еющего толщину 4 мм и высоту 6 мн, >!о окружности 7> 110 нм на расстоянии,фО мм друг от друга. После разрезки кольца между реперными точками расстояние между ними замеряют повторно.

Обрабатываемость чугуна исследуют при наружном точении укаэанных колец.

Критерием служит время обработки до наступления максимальной величины из- . носа задней грани резца (0,5 мм).

Повышение содержания марганца, хрома и меди в предлагаемом составе чугуна позволяет повысить предел прочности G в 1,27-1,34 раза, жидкотекучесть L в 1,4-1,6,раза, обрабатываемость в 1,42-1,71 раза, а также снизить величину остаточных напряжений в отливках на 0,4-0,45Х.

ФоРмУла изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремнии, маРганец, фосфор, хром, медь, титан, кальции, азот, никель, молибден, серу и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения предела прочности при растяжении, жидкотекучести, обрабатываемости и уменьшения величины остаточных напряжений, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж:

Углерод 3-4,0

Кремний 1,6-2,8 .

Фосфор Оа06 Оа20

Марганец 0,5-1,5

Хр ом 0,5-3,0

Медь 3,6-7,5, Ти.тан О, 03-0,65

Кальций 0,005-0,05

Азот О, 005-0,05

Бикель 0,05-1,0

Молибден 0,03-0,80

Сера : 0,02-0,10

Железо Остальное