Теплостойкий литейный сплав
Изобретение относится к металлургии, а именно к теплостойким литейным сплавам, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих при повышенной температуре, например, для седел клапанов дизельных двигателей. С целью повышения размерной стабильности, теплостойкости и износостойкости и снижения термического коэффициента линейного расширения предложен сплав, дополнительно содержащий бор и алюминий при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: углерод 0,8 - 2,0 кремний 1,0 - 3,0 марганец 0,2 - 0,6 хром 10 - 20 никель 31 - 38 бор 1,0 - 2,5 алюминий 0,05 - 0,2 сера 0,02 - 0,15 железо остальное. 2 табл.
союз советских
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
2 (: ()с, СО ф о
С>
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4701051/02 (22) 06.04.89 (46) 07.08.91. Бюл, М 29 (71) Ярославский моторный завод и Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (72) В.Н.Амосов, М.М.Левитан, Д,И,Крылов, В.К.Кузнецов, Л,С,Авдентов, Б.Н.Брагин, И.В. Бабаев и Т. Г, Зайцевская (53) 669.13-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 502731, кл. С 22 С 38/40, 1976.
Заявка Японии
hL 59-113160, кл. С 22 С 37/10, 1984.
Изобретение относится к металлургии, а именно к составам углеродистых высоколегированных сплавов железа, и может быть использовано для изготовления особо ответственных деталей, работающих, при повышенных температурах, например для седел клапанов поршневых двигателей внутреннего сгорания.
Цель изобретения — повышение размерной стабильности, теплостойкости, износостойкости и снижение термического коэффициента линейного расширения, Предложен сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, серу и железо, в который дополнительно введены бор и алюминий при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Углерод 0,8-2,0.
Кремний 1-3
Марганец 0,2-0,6
Хром 10-20
Я2, 1668460 А1 (я)5 С 22 С 37/10, 38/54 (54) ТЕПЛОСТОЙКИЙ ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к теплостойким литейным сплавам, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих при повышенной температуре, например, для седел клапанов дизельных двигателей. С целью повышения размерной стабильности, теплостойкости и износостойкости и снижения термического коэффициента линейного расширения предложен сплав, дополнительно содержащий бор и алюминий при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: углерод 0,8-2,0; кремний 1,0-3,0; марганец 0,2-0,6; хром 10-20; никель 31-38; бор 1,0-2,5; алюминий 0,05-0,2; сера 0,020,15;железо — остальное. 2 табл.
Никель 31-38
Бор 1,0-2,5
Алюминий 0,05-0,2
Сера 0,02-0,15
Железо Остальное
Сплав получали следующим образом. .Выплавку металла проводили в тигельной индукционной печи с кислой футеровкой емкостью 10 кг. В качестве шихты использовали предельный чугун ПВК-1, стальной лом, возврат (литники), ферросплавы хрома (71%), марганца {90%), бора (20%), кремния (75%) и никель.
Величины добавок рассчитывали исходя из среднего усвоения кремния, хрома, марганца 85-90, бора 75%.
Химический состав сплавов приведен в табл.1, Теплостойкость сплава оценивали по изменению твердости при повышенной тем1668460 пературе (700 С). Испытание проводили на образцах диаметром 15 мм, высотой 12 мм.
Для проведения испытаний был приспособлен пресс Бринелля, оборудованный нагревательным устройством и специальным индентором с шариком диаметром 5,16 мм из жаропрочной металлокерамики. Режим испытаний: нагрев образцов до температуры 700 С, выдержка при данной температуре 30 мин, выдержка под нагрузкой 30 с. Размерную стабильность сплава определяли по изменению длины образца диаметром 4 мм и длиной 50 мм в процессе дилатометрических испытаний при двухкратном нагреве и охлаждении.
Коэффициент теплового расширения определяли графоаналитически по дилатометрическим кривым. Расчет производился по следующей зависимости: а= ф 11Т) Ь где Ь! — изменение длины образца в интервале температур t2-t1;
1 — первоначальная длина образца.
Износостойкость сплава оценивали в соответствии с ГОСТ 1337-71.Сущность метода состоит в том, что проводят трение об абразивную поверхность испытуемого образца и эталона (серного перлитного чугуна). Для проведения испытаний применялись образцы диаметром 4 мм и длиной 25 мм. Мерой износостойкости принято относительное изменение массы образца, определяемого по формуле
0,8-2,0
1-3
0,2-0,6
10-20
31-38
0,02-0,15
1,0-2.5
0.05-0,2
Остальное
f.-=х — ()
ЬЦе då.
Цо оо где Лцв, Лц0 — абсолютные величины потерь массы эталона и испытуемого образца;
5 dg, do — диаметры образцов; о — относительная износостойкость.
Полученные результаты эксплуатационных свойств сплавов приведены в табл.2.
Предлагаемый сплав характеризуется
10 более высокими размерной стабильностью, износостойкостью, а также более низким значением коэффициента теплового расширения, что обеспечивает его применение в качестве материала седел клапанов теплонапряженных поршневых двигателей внутреннего сгорания, Формула изобретения
Теплостойкий литейный сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, 20 никель, серу, железо, отличающийся твм, что, с целью повышения теплостойкости, износостойкости, размерной стабильности и снижения коэффициента линейного расширения, он дополнительно содержит
25 бор и алюминий при следующем соотношении ингредиентов, мас.ф:
Углерод
Кремний
Марганец
30 Хром
Никель
Сера
Бор
Алюминий
35 Железо
1668460
3 о
1х о а,а а а
an 00 а
», Î а»а
СЧ Г О СЧ
\
И М М
О СЧ
» » г тт 04
СГ4 О
E J о! l
1! ! !! t
t i !
Оъ с»а сч о о
o o
СО
Л СЧ о о о о о
С»4 о о
М СЧ о о о о т
Л СЧ о о о о м с о т
ГЧ an
o о о
О Г
СЧ о о о о
Оа
an с 1 О о о
Ф о о о о с
С 4 м в с
» о о
00 СЧ
О СЧ о о с о
СГ л о о о
СО
C C о о о
СГ м с 1 о о о о
Г о о
00 о ,с м и о а о о сто о а.o o
С 1 о о
С 4 о х о
Е» х
Э
Э
Ц о с
СЧ 4.4 с с
С4 л а
C 4 о м
С \
С4
»
С4 O
СГа с о и л
Э х х ф
IE
Э
С о
СГ4 Л а а т т т м с \ м
О \ м!
М . ю
С 1 м т м л т
С4 аГ\ м с 1 и м\ 41
Г 1 41
СЛ Л
an ао с\ м\
O СО м
СЧ С 1 л
СЧ а 1 о л
М С 4 м м л
7 о
С \
Са
СГ\ о о т4 о л
О4 О
С 4.
С
0О л о а т и сЧ O
Л Г1
О СЧ а м т О С 4
Ф о ао м
» и О
Са
v о
0О
i о а СЕ т т
» о о о т о
-т м\
» о Г4 О
Гl т
Ф о о
1 т о
О От О Оа о « т-сч
В о о о о т Г4
»т
Ф о о т о о ао С4
В ° о о л о о
Г ) м
». »
4 1 о о т
° Г1
СЧ О
О Г4
В о л
Г4 М о
\Ч о м
СЧ СЧ
СЧ м
Г 1 ! и
С 4 о о
СЧ
an о an сч л
Ч»
В о 0O
Г
О 00
» о л о
CO о
СЧ а 1 О
С»4 сч м .-т an о л со о
CO
1
< у
a a ф ф х х
»
:Я х х
f. а
aO lO а а ф ф
EC x х х
1 h х х
& ( J aJ
Ь
< а а а ф ф Cd ф
Ы Х 44 Х .х х х х
f f 4» 4» х х х х х х х х
Э Э Э Э
Ь Ь
J aJ O J
Ра, Ь, < о м
СО и - 3
a a а ф ф ф к " ы х (- E х
Э d 04
Ь " 4.
< <
Ю Ю Ю а а ф cd
К М Ы х х х
Ь х х х х х х
Э Э Э
f f
J CJ J
>, ь.
< < аО Ю а а ф ф
Ic ad х х
Ь х х х х
f» f
aJ
Ьа
1668460
Таблице 2
18, 14
0,1223 1,55
+0,0128
Иэвестныв 18
113
Предлага» еный
238
259
342
258
238
229
36 5
41,5
39,5
2,4
259
2,6
Газовые раковины в от» ливках
237
12,65
11,08
0,1324 1,4
О, 1529 1,24
-0,0003
»0,0091
24, 5 190
18 170
Плена на поверхности расплава
12,81
Ухудиение обраЬатываености повы» веннах хрупкоств
0,0651 2,9
+0>019
49,5 271
164
12
22,5 169
30 199
178
31,5
34,5
35,5
37,0
204
227
227
Потери массы прн трении эталона 0,1898г, Составитель Ф.Стеценко
Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо
Редактор Е.Папп
Заказ 2629 . Тираж 7 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101
14
15 !
Ь
17
37,5
41,5
36,5
40,5
-0,0003
«4),0008
-0,008
-0,0048
-0,0051
0>0059
»0;0014
-0,0052
+0,001
-О, 0146
+0,0152
+0,0129
+о,ооев
-0,0047
-0,0039
0>0854
0,0644
О,!068
0 0688
0,1008.
О, 1068
Г0,0798
0,0728
0,01095 . (0,1096
О ° 1030
0, 0980
0,0990
0,0940
О, 1170
2,2
2,7
1,8 2, 66
1,88
1,8
1,8
1,В
1,В2
2, 0
1,98
2,1
1,62
12,34
10,65
11,94
9,78
10>63
13,12
10 65
11,31
11,02
12,45
11,95
12,41
11 ° 56
12,8
11,88
