Серый чугун

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву" (22) Заявлено 120381. (21) 3258273/22-02 (%1) М. Ка.з

С 22 С 37/10 с присоединением заявки ЙоГосударственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (531УДК 669 ° 13.018. (23) Приоритет

Опубликовано 2309.82, Бюллетень Мо35

Дата опубликования описания 230932.2 (088.8) и

М.H.ИИРИИИИИ, H.B.BHHÐHHHOB, A.B.ИОИИИОИ И .It.РРИИУф (72) Авторы . изобретения

ИАТЕИТИОТЕХНИЧЕСКАЯ

БИБЛИОТЕКА (71 ) Заявитель

Гомельский политехнический институт (54) СЕРЫЙ ЧУГУН

Изобретение относится к металлур гии, конкретнее к изысканию чугунов для деталей металлорежущих станков.

Известен серый чугун следующйго химического состава, вес.В:

Углерод 1,7-3,8

Кремний До 2,5

Марганец До 1,0

Титан До 0,15

Цирконий До 0,3

Железо Остальной

Известный чугун в качестве необя" зательных компонентов может содержать хром, молибден, ванадий, вольфрам, никель, кобальт, алюминий, бериллий, теллур, ниобий и тантал j1).

Недостатками известного чугуна являются низкие трещиностойкость и динамическая прочность.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату, является серый чугун (2)следующего химического состава, seс.Ъ:

Углерод 3,2-4,5

Кремний 1,6-3,2

Марганец 0,5-1,2

Титан 0,16-0,20

Цирконий 0,16-0,25.

Железо Остальное

Известный чугун имеет следунв ие механические свойства.

Предел прочности при изгибе, кгс/мм 30-35

Предел прочности при растяжении,icrc/ìì 15-20

5 Твердость, HB 170-195

Недостатками известного чугуна являются низкие износостойкость и динамическая прочность в отливках.

Целью изобретения является повы10 шение износостойкости и динамической прочности в отливках.

Цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, цирконий и железо, дополнительно содержит вюдь, кальций и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ

Углерод 3, 0-4,5

Кремний 1,6-2,4

gp Марганец О, 5-1,3

Титан 0,12-0,22

Цирконий О, 15-0, 30

Медь О, 15-0, 35

Кальций 0 10-0,21

25 Редкоземельные металлы 0,003-0,07

Железо Остальное

Серый чугун выплавляют в вагранках и электрических печах с кислой футеровкой и выпускают в разливочные ковши при 1370-1430аС. Заливку чугу3 960299 на в литейные арми йроиэводят после модифицирования модификаторами, содержащими редкоземельные металлы.

В табл. 1 приведен химсостав предлагаемого чугуна н известного.

Таблица 1

Содержание компонентов в чугуне, вес.%

Компоненты известном предлагаемом

) г 1 з

3,7

4,5

3,6

3,:0

Углерод

Кремний

2,0

2,0

2,4

Марганец

0,7

1,3 0,5

0 2

0,22

0,2

0,12

0,2

0,30

0,15

0,35

0,2

0,15

0,10

0,15

0,21

О, 0%

Редкоземельные металлы

0,03

Остальное

0,003

Остальное

Остальное

Остальное

Железо

В табл. 2 приведены результаты механических испытаний и определения иэносо- и задиростойкости предлагаемого и известного чугунов.. Hs чугунов отливают цилиндрические (4 30 мм) и плоские (5-20 мм) образцы и технологические пробыв

Таблица 2 характеристики износостойкости

° при трении

Механические свойства

Чугун

Динамическая прочность, к го м/см

Износ, MJcM/%

Твердость

НВ

ПредлагаеМНА

6,5

1,26

24г8

210

7,8

7,8

0,92

216

11,2

25,2

7,5

0,84

220

12,5

25,6

2,72

5,1

192

18,8

6,1

Известный

В предлагаемом чугуне медь способ-, щей добавкой. Минимальная концентраствует иэмельчению эвтектического зер- ция меди (0,15 вес.%) выбрана потому, на, увеличению пластичности чугуна что ниже этой концентрации влияние и является эффективной микролегнрую- 65 ее на измельчение эвтект иескnro

Титан

Цирконий

Медь

Кальций

Предел прочности при растяжении,,гс/, Время до образования задира на образцах, ч

960299

Формула изобретения

Составитель Э.Петренко

Техред Ж.Кастелевич Корректор О Вилак

Редактор Н.Гунько

Заказ 7156/33 Тираж 660 Подписное

ВНИИП11 Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 зерна незначителное, максимальная (0,35 вес.В) концентрация обеспечивает легирование твердого раствора и однородную структуру металлической основы. Повышение концентрации более

0 35 вес.З снижает однородность струк- 5 туры чугуна в отливках.

Минимальная концентрация кальция (0,1 вес.Ъ) выбрана как технологичес,кая примесь желеэоуглеродистых сплавов, очищающая границы зерен сплава fQ при кристаллизации. Повышение концентрации кальция более .0,21 вес.% снижает динамическую прочность серого чугуна в отливках. При дополнительном введении в расплав редкоземельных металлов достигается измельчение включений графита. При уменьшении концентрации редкоземельных элементов в чугуне менее 0,003 вес.Ъ они оказывают недостаточное модифицирующее действие, а при .увеличении концентрации редкоземельных металлов более 0,07 вес.Ъ значительно возрас" тает угар модификатора и повышаются затраты на модифицирование.

Полученные данные показывают, что предлагаемый чугун обладает повышенными механическими свойствами и износостойкостью..

При использовании предлагаемого чугуна для отливки станин, полэунов, ЗО цилиндров и других деталей металлорежущих станков достигается повышение долговечности и надежности станка за счет более высокой износои задиростойкости металла данного 35 состава. В результате этого уменьшается потребность в проведении текущих и капитальных ремонтов станков, снижается расход запчастей.

Предлагаемый расход легко обрабатывается резанием, технологичен и может быть использован для отливок с толщиной стенок до 120 мм. Использование серого чугуна укаэанного состава обеспечивает экономический эффект от 5,2 до 6,5 руб. на 1 т в год.

Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, цирконий и железо, о т л и ч а ю щ и и с-я тем, что, с целью йовышенйя износостойкости и динамической прочности, он дополнительно содержит медь, каль ций,и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.%:. Углерод 3,0"4,5

Кремний 1,6-2,4

Марганец 0,5-1,3

Титан О, 12-0., 22

Цирконий 0,15-0,30

Медь 0,15-0,35

Кальций 0 10-0,21

Редкоземельные металлы Оф003-0,07

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 12264, кл. 10 j 184, опублик. 1970.

2; Авторское свидетельство СССР

9 590359, кл. С 22 С 37/10, 1978.