Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления втулок двигателей внутреннего сгорания. Цель изобретения - повышение механических свойств и демпфирующей способности. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: C 2,5 - 3,6

SI 1,2 - 2,3

MN 0,8 - 1,5

CR 0,3 - 0,7

NI 0,6 - 1,3

MO 0,2 - 0,8

AL 0,1 - 0,4

CU 0,2 - 0,8

SN 0,02 - 0,07

P 0,02 - 0,08

CA 0,02 - 0,05

TI 0,7 - 1,5

PB 0,03 - 0,1

LA 0,02 - 0,07

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна TI, PB и LA позволяет повысить σ<SB POS="POST">и</SB> в 1,04 - 1,16 и демпфирующую способность в 1,26 - 1,43 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666960/02 (22) 27.03;89 (46) 07,07;91.бюл.¹ 25 (71) Производственное объединение Гомсельмаш" (72) P,Н.Адамович, М.И.Карпенко, Е.И.Марукович и M.È.ÄóäoðåBà (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР №

707987, кл. С 22 С 37/08, 1980. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления втулок двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к металлургии, а именно к серым. износостойким чугунам, работающим в условиях сложнонапряженного состояния, и может быть использовано для изготовления втулок двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение механических свойств и демпфирующей способности.

Введение в чугун лантана в количестве

0,02-0,07 мас.% обеспечивает измельчение структуры и улучшение формы графита в отливках и повышает прочностные и пластические свойства, что приводит к существенному повышению демпфирующей способности. При введении его в чугун в количестве менее 0,02 мас. % изменение структуры и свойств незначительны, а при увеличении его концентрации более 0,07 мас,%,.увеличивается отбел и снижается демпфирующая способность.

При содержании в чугуне 0,7-1,5 мас,% титана повышается однородность и стабильность структуры и механических

„„ЯЦ „„1661238A1

Цель изобретения — повышение механических свойств и демпфирующей способности. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении мас,% С 2,5-3,6; Si

1,2-2,3; Мп 0,8-1,5; Cr 0,3-0,7; Ni 0,6-1,3; Мо

0,2-0,8; Al 0,1-0,4; Си 0,2-0,8; Sn 0,02-0,07; P

0,02-0,08; Са 0,02-0,05; Ti 0,7-1,5; Pb 0,030,10; La 0,02-0,07; Fe остальное. Дополни- тельный ввод в состав чугуна Ti, Pb u La позволяет повысить о, в 1,04-1,16 и демпфирующую способность в 1,26-1,43 раза.

2 табл. свойств, уменьшается отбел, повышается износостойкость и демпфирующая способность чугуна. При введении его менее 0,7 мас,% положительное влияние проявляется незначительно, а при увеличении его содержания более 1,5 мас.% увеличивается охрупчивающее влияние, в результате чего снижается пластичность и вязкость чугуна, его демпфирующая способность.

Присутствие в чугуне олова в количестве

0,02-0,07 мас.% микролегирует матрицу, улучшает распределение графита и неметаплических включений, повышает плотность и герметичность чугуна, его сопротивляемость воздействию кавитации, что обеспечивает повышение демпфирующей способности несущественно. При концентрации более 0,07 мас, j снижаются пластические свойства чугуна, предел выносливости при изгибе и увеличивается отбел.

Микролегирование чугуна медью в количестве 0,2-0,8 мас% повышает era стойкость против коррозии, снижает угар и

1661238 необходимое количество вводимых модификаторов, облегчает процесс образования и роста графитных центров, способствует

) кристаллизации тонкопластинчатых графитов в отливках, повышению механических свойств чугуна, герметичности и демпфирующей способности. Ее содержание принято от концентраций, при которых начинает проявляться влияние на коррозийную стой, кость, до концентраций, при которых сни жаются пластические свойства чугуна.

Кальций в количестве 0,02-0,05 мас.%

, снижает отбел, ускоряет кристаллизацию, активизирует процесс графитации, являясь центрами кристаллизации, улучшает форму

,графита, уменьшает графитную пористость и обратный отбел в центробежно-литых из делиях, способствует направленному затвердеванию отливки, в результате

1 повышается демпфирующая способность и, пластические свойства чугуна. При содер>кании кальция до 0,02 мас.% эффект повышения демпфирующей способности, проявляется слабо, а при концентрации, кальция более.0,05 мас.% он начинает рас, полагаться и по границам литого зерна, усиливаются ликвационные прцессы и укрупнение неметаллических включений, что снижает механические свойста, демпфирующую способность и коррозионную стой" кость чугуна, Дополнительное введение свинца в количестве 0,03-0,1 мэс,% измельчает графит, упрочняет матрицу, повышает задиростойкость и износостойкость, сохраняя стабильность демпфирующей способности. При концентрации свинца до 0,03 мас.% износостойкость и демпфирующая способность недостаточны, а при увеличении содержания свинца более 0,1 мас,% увеличивается отбел и снижается пластичность и демпфирующая способность.

Содержание основных элементов (углерода, кремния и марганца) и легирующих добавок (хром, никель, молибден) в чугуне определяют эспериментально для обеспечения оптимальной демпфирующей способности и сохранения износостойкости и механических свойств на высоком уровне.

Увеличение содержания легирующих добавок выше указанных пределов снижает демпфирующую способность

Верхний предел содержания углерода увеличен до 3,6мас,%.и кремния до 2,3 мас. При уменьшении содержания углерода менее 2,5 мас.% и при повышении содержания марганца более 1,5 мас.% и хрома более 0,7 мас.% значительно увеличивается отбел, в структуре выделяются участки цементита при литье в кокиль и ухудшается стабильность структуры, снижаются депфирующая способность и механические свойства.

Концентрация фосфора ограничена пределами 0,02-0,08 мас,%. При такой концентрации фосфора существенно не снижается демпфирующая способность, а износостойкость сохраняется на достаточном уровне.

Введение в расплав алюминия основано нэ его высоком сродстве к кислороду и сере. При концентрации 0,1 мас.% отмечается влияние алюминия на очищение границ зерен и измельчение графита, .а при содержании алюминия более 0,4 мас., увеличива ется количество неметаллических включений и снижаются пластичность и кавитационная стойкость отливок.

П p v м e p. Чугун выплавляют а открыl.blx индукционных печах из шихты на основе литейных чугунов, стального лома, боя электродов, ферратитана (ГОСТ 4761-80, ФТИ 25Б), лантана (ТУ 48-4-218-72, ЛаМ-2), свинца СООО(ГОСТ 3778-65) феррохрома и других ферросплавов.

Феррохром вводят в печь, а ферротитан, свинец, лантан и другие модифицирую30 щие добавки — в ковш при выпуске чугуна с температурой 1430-1450 С

Изготовление образцов для механических испытаний и технологических проб проводят в песчано- глинистых формах..

35 В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок, B табл,2 представлены механические свойства, предел коррозионной усталости, демпфирующая способность и величина от40 бела чугунов опытных плавок.

Относительную износостойкость вычисляют как отношение потери массы катанного шара из стали 40Х к потере массы шаоов из исследуемых чугунов. Износ и кавитаци45 онная стойкость определяется на испытательных стендах нэ отливках втулок цилиндров двигателей внутреннего сгорания, отлитых в кокиль, Отбел определяют в клиновых техноло50 гических пробах, а предел прочности при изгибе, предел коррозионной усталости и демпфирующая способность — на образцах, вырезанных из проб согласно 7293-79, Как следует из табл. 1 и 2, дополнитель55 ный ввод в чугун предложенного состава Ti, Pb u La обеспечивает повышение оц в 1,041,16 раза, демпфирующей способности в

1,26-1,43 раза, а также позволяет снизить склонность чугуна к отбелу в 1„8 — 9 раз, 1661238

2,5-3,6

1,2-2,3

Углерод

Кремний

Таблица1

Таблица2

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Алюминий

Медь

Олово

Фосфор

Кальций

Титан

10 Свинец

Лантан

Железо

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден алюминий, медь, олово, фосфор, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и де- 5 мпфирующей способности, он дополнительно содержит титан, свинец и лантан при следующем соотношении компонентов, мас. ф,:

0,8 — 1,5

0,3-0,7

0,6-1.3

0.2-0,8

0,1-0,4

0,2-0,8

0,02-0,07

0,02-0,08

0,02-0,05

0,7-1,5

0,03-0,1

0,02-0,07

Остальное