Чугун

 

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к низколегированным чугунам, предназначенным для изготовления ответственных деталей, например поршневых колец двигателей внутреннего сгоралия. Цель изобретения - повышение сопротивления ползучести и релаксации напряжений и ползучести при повышенных температурах. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мае.%: углерод 3,5-3,9; кремний 2,4-2,9; марганец 0,45-0,75; фосфор 0,3-0,65; хром 0,12-0,3; никель 0,06-0,5; молибден 0,01-0,5; титан 0,01-0,15; ванадий 0,005-0,2; магний 0,002-0,02; железо - остальное . Чугун имеет ац 50,9 кг/мм , HRB 101, упругость 2,75 кг, коэффициент упругости при 400°С 0,09. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 37/08

ГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770887/02 (22) 23.10.89 (46) 23.09.91. Бюл. М 35 (71) Научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт литейного производства автомобильной промышленности (72) Л,А. Неделько, Л.З.Писаренко, В.В.Терентьев, В.А,Никоненков, В;Б.Тарасов и В.А.Сыроежкин (53) 669.13-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hb 1157111, кл. С 22 С 37/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

М 1266891, кл. С 22 С 37/10, 1984, Авторское свидетельство СССР

N .455164, кл. С 22 С 37/00, 1974. (54) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким легированным чугунам, предназначенным для изготовления ответственных деталей, например поршневых колец двигателей внутреннего сгорания.

Цель изобретения — повышение сопротивления ползучести и релаксации напряжений при повышенных температурах.

Предлагаемый чугун, содержащий железо,углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, титан, ванадий, фосфор, дополнительно содержит магний и барий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод 3,5 — 3,9

Кремний 2,4 — 2,9

Марганец 0,40-0,75

Фосфор 0,3 — 0,65

„„SU „„1678889 А1 (57) Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к низколегированным чугунам, предназначенным для изготовления ответственных деталей, например поршневых колец двигателей внутреннего сгора ия. Цель изобретения — повышение сопротивления ползучести и релаксации напряжений и ползучести при повышенных температурах. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас. : углерод 3,5-3,9; кремний 2,4 — 2,9; марганец 0,45 — 0,75; фосфор

0,3 — 0,65; хром 0,12-0,3; никель 0,06 — 0,5; молибден 0,01 — 0,5; титан ОЯ1 — 0,15; ванадий

0,005 — 0,2; магний 0,002 — 0,02; железо — остальное. Чугун имеет о„50,9 кг/мм, HRB

101, упругость 2,75 xr, коэффициент упругости при 400 С 0,09, 1 табл.

Хром 0,12 — 0,3

Никель 0,06 — 0,5

Молибден 0,02 — 0,35

Медь 0,01 — 0,5

Титан 0,01 — О, 1 5

Магний 0,002 — 0,02

Барий 0,001 — 0,004

Железо Остальное

Чугун выплавляют в электрической печи, в шихте используют литейные и передельные чугуны, полупродукт углеродистый, лигатуру ФХНМо3, чугунный лом, содержащий 8 — 10 кремния, 4 титана и 0,57 ванадия, и возврат серого и высокопрочного чугунов, образующийся при производстве поршневых колец. При закалке чугун модифицируют 0,4 ферросиликобария, Проводят 4 плавки предлагаемого чугуна и три плавки известного с различным

1678889 содержанием химических элементов. С каждой плавки отливают партии верхних компрессионных поршневых колец ЗИЛ-130, проводят их механическую обработку и испытание. Определяют предел прочности на изгиб, упругость и твердость поршневых колец, а также коэффициент потери упругости, который рассчитывают Ilo формуле:

А — А

А где А — величина замка в свободном состоянии, мм;

А — величина замка после выдержки о кольца в сжатом состоянии при 400 С в течение 4 ч и охлаждении на воздухе.

Полученные результаты испытаний приведены в таблице, Как видно из таблицы, прочность, упругость и твердость поршневых колец, изготовленных из предлагаемого чугуна, примерно одинаковы с теми же характеристиками известного чугуна. Однако коэффициент потери упругости при выдержке в течение 4 ч при 400 С у предлагаемого чугуна более, чем в два раза ниже, чем у известного. что указывает не более высокую

=пособность его к сопротивлению полэучести и релаксации напряжений. Данное обстоятельство благоприятно сказывается на работе двигателя внутреннего сгорания, его надежность, долговечность и экономичность, Механизм стабилизации упругих

=войств при повышенных температурах чугуна заключается в положительном влиянии активных элементов магния и бария по нейтрализации отрицательного действия серы и кислорода на свойства металлической матрицы. Взаимодействуя с серой и кислоро дом с образованием сульфидов и оксидов, которые в процессе плавки удаляются в

5 шлак, активные элементы повышают сопротивляемость чугуна ползучести и релаксации напряжений, измельчают структуру металлической матрицы.

Технология выплавки предлагаемого чу10 гуна не меняется по сравнению с используемой для известного чугуна. Кроме того, для предлагаемого чугуна возможно увеличение доли возврата в шихте, что позволяет снизить себестоимость производства литых за15 готовок, Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, хром, никель, молибден, медь, титан, ванадий и железо, о т л и ч а ю20 шийся тем, что, с целью повышения сопротивления полэучести и релаксации напряжений при повышенных температурах, он дополнительно содержит магний и барий при следующем соотношении компонентов, 25 мас.7:

35

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Хром

Никель

Молибден

Медь

Титан

Ванадий

Магний

Барий

Железо

3,5-3,9

2,4-2,9

0,40-0,75

0,3 — 0,65

0,12 — 0,3

0,06 — 0,5

0,02-0,35

0,01 — 0,5

0,01 — 0,15

0,ОО5-0.г

0,002 — 0,02

0,001 — 0,004

Остальное

1678889

С<>верчение компонентов> мас.2

<чино -нечаническне свовстяа

Состав порви< п<лч копни

Ч 88 Г Ва

Cr Ni

Оп

Si, !<р< деп Хпрргп. ть> RRR

< гтгчнпс кг ги на

i ич .нн >

<г<мм .

Извест.и ь<й ! 3,0 1.8 0,4 О,l 0,05 0,25 0,1 0,01 (,05 0,001!

08 0,18 о"- 51 7 та«» н< с

110 0,21

11? 0.15

2,7

3 ° 46 2 45 О 8 0>4 0.2 0.58 О 6<л 0 ° 28 О 11 0 ° 2

3931120803509120550!04 >и 9

52,:>

ОредпаГа н ми<э

0,09

103

01200600200100100050,0020001

3,50 2,40 0,40 О, 3

n,О7

1О!

2,7

3,62

3,78

0,08

O,24 0,29 0,29 0,32 0,10 О,(6 0,0)O Р,(03

0,30 0,50 0,35 0,50 О,l > 0,020 0,020 0,004

0,66 0.56

О,75 0,65

2,Ь

?,Ü5

Oil?! О!

2>9

2,90

2, 74<

3,9

0,10

101

0 л2 О ОЭ О 006 О 012 О 00!

0,41 O>22

2,9

49. 2

3,55

0,49 0,60 0,21

0,09

101

2,6

3,71 2,45 О,ЬО 0,36 0,15 0,32 0,04 0,06 0,14 0,18 0,017 0,003

50 0

0,08

0,12 0,007 0,002 -" - чЧ, 2

2,8

0,20 0,09 (<,33

О, 29 О, 26 О, О 7

О, 38 0,09

0,22 0,12

2, В! О, 53 О, 44

2,76 0,72 0,57

З,Ь4

О, 09

102

0,009 0,015 0,004

Z,8

51,4

3,82

Составитель Г. Дудик

Техред М.Моргентал

Редактор Н. Гунько

Корректор Q,Êðàâöîâà

Заказ 3185 Тираж 366

ВНИИПИ Гос а ств

Подписное

Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент" . У, r. жгород, ул,"агарина, 101

2,5! 0,55 0,42 0,,19 0,19 О,!2 0,13 O,пЬ 0,09 0,006 О,(<02

Хс > l>) « и<-. сит чотери ««) «c«< при 400 С,