Чугун

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик ф

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 28.05.81(21) 3293017/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 1Ы1.82, Бюллетень Мо 42

Р М К, з

С 22 С 37/10

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УД (669. 13-018. 2 (088. 83

Дате опубликования описания 15. 11. 82 (72) Авторы изобретения!

Й.И.Шитов, С.Н.Леках и А.Г.Слуцкий

1;,: о ъ:Ф

Белорусский ордена 1фудового Красного Зн (71) Заявитель политехнический институт (54 3 ЧУГУН

3,0-3,4

1,6-2,2

0,005-0,04

0,1-0,2

0,15-0,25

0,003-0,007

3,0-3,4

1,б-2,2

0,005-0,04

0F1-0,2

О, 15-0,25

Остал ъное

Изобретение относится к черной кое= таллургии, а именно к металлургии высокоуглероднстых сплавов железа, и может быть использовано для получения тонкостенных отливок, работающих в условиях износа.

Известны высокоуглеродистые сплавы, содержащие железо, углерод, кремний, марганец, серу, сурьму и другие элементы. Эти сплавы обладают высокими механическими и эксплуатационными свойствами в массивных сечениях отливок, однако имеют повышенную склонность к отбелу. При этом s тонких сечениях образуется структурно-свободный цементит, что снижает их прочность, ухудшает обрабатываемость резанием.

Наиболее близкими к изобретению по составу и достигаемам свойствам является чугун (13, который содержит ингредиенты в следующем соотнмттенин, вес.% т

Углерод

Кремний

Марганец

Сера

Сурьма

Железо

Однако известный чугун имеет в своем составе пониженное содержание марганца, что в сочетании с 0,150,25% сурьма и 0,1-0,2% серы способствует формированию перлитной структуры в массивных сечениях отливок.

В отливках с толщиной стенки 5-8 мм такое сочетание ингредиентов приводит к образованию отбеленной структуры, что является для таких отливок, как гильзы двигателей внутреннего сгорания, неисправниам браком.

Целъю изобретения является создание сплава, обладающего низкой склонностью к отбелу в тонких сечениях отливок при удовлетворительной прочности и износостойкостн.

Поставленная цель достигается тем, 20 что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, дополнительно содержит алюминий и РЗМ прн следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ т

25 углерод

Кремний

Марганец

Сера

Суръма

30 Алюминий

973657

Технология получения предложен ного сплава заключается в расплавлении металлизованных окатыаей в электродуговой или индукционной печи, науглероживаний расплава, введением кремния, марганца, серы и сурьмой к модифкцкрованием алюминием и РЗМ.

Для получения сплава изготовлены трк смеси ингредиентов.

Плавки проводятся в индукционной печи емкостью 40 кг с кислой Футеровкой.

Таблица 1

» «» «» ««» е»»»«««»«

»

Химический состав, вес.%

Mn S Sb РЗМ

Чугун е.е 3,2

1,8

0,02 0,15

0,20 (известный) 0,005 0,1 0,15 0,003 Ое02

3i0

1,6

0 02 0,15 0,20 0,005 0,03

3,2

1,8

2,2 . 0,04,0,2 0,25 0,007

3 4

0,035

«» е «10 и/м 4 10 ., н/м

Чугун

0,045

224

181

1 (известный) 372

205

0,0049

0,043

0 i 030

228

2,5

420

1,5

224

191

372

1,2

230

182

362

РЗМ, О, 02-0,.035

Железо Остальное

Примеси

Фосфор До 0,02

Введение в состав сплава алюминия (0,003-0,007%), РВИ (0,02-0,035%) > позволяет за счет образования тугоплавких соединений, служащих центрами крксталлиэации графита, существенно снизить склонность чугуна к отбе лу в тонких сечениях. Наряду с этим, .добавки алюминия и РЗИ измельчают эвтектическое зерно, что оказывает благоприятное влияние на механические свойства.

Пределы содержания углерода, крем-е5 ния, марганца, серы, сурьмы, алюминия, РЗИ выбраны, исходя из получения сплава с перлитной металлической матрицей, обеспечивающей благоприятное сочетание механических 20 свойств, кзносостойкости и низкой склонностью к отбелу.

В качестэе шихты использованы металлизованные окатыши, электродный бой, ферросилиций, Ферромарганец, g5 сера, сурьма, алюминий, РЗИ.

»

Чугун заливают в песчаные форчун.

При этом определяют следующие параметры предел прочности при изгибе (6„), предел прочности при растяжении (бв), твердость, отбел, износ.

Склонность чугуна к отбелу определяют путем заливки в клиновые пробы со сквозной щелью. Испытания на износ проводят в режиме сухого трения скольжения при удельной нагрузке 8 кг/см и скорости скольжения

2,0 и/с. Результаты представлены в табл.l и 2.

Таблица 2

»»

Свойства

НВ Отбел, Износ мм г/1000 м

973657

Формула изобретения

Составитель В.Муравьев

Техред М.Коштура Корректор Г. Решетнйк

Редактор И.Митровка

Заказ 8620/31 Тираж 660 Под писное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

«4 «

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно иэ табл.1 и 2 дополнительное введение в известный сплав алюминия и РЗМ в указанных пределах существенно снижает склонность чугуна к отбелу и при этом несколько повыаает предел прочности на разрыв.

Оптимальный состав сплава содержит 3,2% углерода, 1,8% кремния, 0,02% марганца, 0,15% серы, 0,20% сурьмы, 0,005В алюминия, 0,03% РЗМ.

Структура сплава перлитная, Графит имеет мелко-пластинчатую форму. Обрабатываемость резанием удовлетворительная.

Предлагаеьый сплав наиболее эффективно испольэовать для изготовления 15 тонкостенных отливок, работа ацих в условиях износа, например таких, как гильзы двигателей внутреннего сгорания. Экономический эффект от внедрения ;р данного чугуна для изготовления гильз двигателей внутреннего сгорания при годовой программе 1000000 шт. составляет 120000 руб, за счет снижения брака отливок на 20%.

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму и железо, отличающийся тем, что, с целью снижения склонности к отбелу, он дополнительно содержит редкоземельные металлы и алюминий при следующем соатнсшении компонентов, вес.В:

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,005-0,04

Сера 0,1-0,2

Сурьма 0,15-0 ° 25

Редкоземельные металлы 0,02-0,035

Алюминий .0,003-0,007 железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2731081/22-02, кл. С 22 С 37/10, 1980.