Серый чугун
Союз Советских
Социалнетическик республик к лвто скомю свидатильствь (51) Дополнительное к авт. спид-ву— (22) Заявлено 18.05.81 (21) 3290445/22 02 с присоединением заявки JA— (23) Приоритет
Опубликовано 30 j2 82 61оллетень Рй 48
Дата опубликования описания 05.01.83 (51)М. Кл.
С 22 С 37/10
Государстмнный комитет
СССР по делам изобретений и открытиЯ (53) УД К669. 13-196.018.2 (088.8) (72) Авторы изобретения
М. И. Карпенко и Е. И. Марукович
М огилевск ое . отделение Физико-техничестсого института АН Белорусской ССР (7l ) Заявитель (54) СЕРЫЙ ЧУГУН
0,8 - 16
0,02 — 0,08
0,01
0,03
0,02
0,01
0,1
- 0,1
-0,1
- 0,1 — 0,05
- 0,5
0,01 - 0,05
Остальное
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию серых чугунов, предназначенных для непрерывного литья.
Известен серый чугун jl )следуюшего химического состава, вес. %:
Углерод 2,8 — 3,6
Кремний 1,4- 2,6
Марганец 0,8- 1,4
Иттрий 0,06 - 0,12 цирконий 0,05 - 0,15
1О
Редкоземельные металлы 0,08 - 0,20
Железо Ос тальное
Недостатком этого чугуна является склонность к трешинообразованию и низ15 кая износостойкость. Дисперсность перлита П* 1,0- Пд 1,4 (ГОСТ 3443-77).
Наиболее близким по технической сушности и достигаемому результату к пред20 лагаемому является серый чугун f 23 следующего химического состава, вес. %:
Углерод 2,8 - 3,4
Кремний 2 - 2,8
Марганец
11ирконий
Редкозем ельные металлы
Иттрий
Сурьма
Азот
Титан
Элемент из группы, содержашей кальций и барий
Железо
Недостатком известного чугуна явля« ется крупнодисперсная перлитная структура при непрерывном литье, низкая износостойкость и повышенная склонность к образованию трещин.
11ель изобретения - иэмельчение перлитной структуры, повышение иэносостойкости и снижение склонности к образованию трещин.
3 985
Укаэанная цель достигается тем, что серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, редкоземельные металлы, иттрий, сурьму, азот, элемент, выбранный из группы, содержащей титан и бор, и железо, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес. %
Углерод 2,8-3,6
Кремний 1,4-2,6
Марганец 0,8- 1,8 цирконий 0l -03
Редкоземельные металлы
Иттрий
Сурьма
Азот
Элемент из группы, содержащей титан и бор 0,003 - О, 12
Медь 0,6- 1,4
Железо Ос тальное
Выплавку предлагаемого чугуна производят в вагранке или электропечах с выпуском в литейные ковши при 13501450 С. Во время выпуска чугуна иэ пе чи в ковш осуществляют присадку аэотированных ферросплавов и комплексных модификаторов.
Разливку модифицированного чугуна о производят при 12 50 - 13 50 С.
В табл. 1 приведен химический состав предлагаемого чугуна.
Предлагаемый серый чугун имеет следующие механические свойс тва:
Предел прочности при растяжении, кгс/мм 22 — 38
Стрела прогиба (при расстоянии между опорами 600 мм), мм 10 — 16
Твердость, HB 197 — 229
0,03 - 0,2
0,03 — О, 1
0,02 - 0,1
0,01 - 0,12
2,8
3,2 3,6
1,8 1,4
1,2 1,8
1,0 1,4
0,2 0,3
3,6
3,2
2,8 — 3,4
2,0 - 2,8
0,8 — 1,6
2,8
Углерод
Кремний
Марганец
Медь
Цирконий
2,6
1,4
2,6
1,8
1,2
1,8
0,8
0,8
1,0
1,4
0,6
0,6
0,2
0,1
0,02 - 0,08
0,3
0,1
003 007 02 003
0,07 0,2
Редкоземельные металлы 0,01 — О, 1
В чугун введена медь в количестве
0,6 - 1,4 вес.%. Снижение содержания меди менее 0,6 вес.% не обеспечивает необходимой дисперсности структуры, а повышение содержания более 1,4 вес. % снижает твердость. Содержание сурьмы принято 0,02 вес.%, при этом содержании сказывается ее влияние на повышение износостойкости. При увеличении содержа1О ния сурьмы более О, 1 вес.% снижается ударная вязкость. Титан и бор образуют нитриды, увеличивающие износ ос тойкос ть.
При содержании менее 0,003 вес.,% их влияние незначительно, а при увеличении
15 концентрации более О, 12 вес. % снижается трещиностойкость и ударная вязкость.
Введенные в предлагаемый чугун титан в количестве 0,003 — О, 12 вес. % .и цирконий в количестве О, 1 — 0,3 вес. % в сочетании с медью (0,6 — 1,4 вес. %) обеспечивают измельчение перлитной струк. туры и повышение иэносостойкости, а также снижение склонности к трешинообразованию.
В табл. 2 приведены свойства предлагаемого чугуна в сравнении с известным.
Механические свойства определены на цилиндрических образцах диаметром 30 мм, износостойкость — на машине трения при нагрузке 120 кг и на установках гидроабразивного износа. При испытании трещиноустойчивости эталоном служит чугун
СЧ24, трешиноустойчивость которого условно принята за 100%.
35 Применение предлагаемого серого чу« гуна повышает надежность н долговечность ответственных деталей двигателей (гильз цилиндров, втулок, поршневых колец), что приводит к уменьшению выпуска зап40 частей и сокращению времени ремонта.
Экономический эффект составляет 21—
34 руб/т годного.
Таблица 1
985125
Продолжение табл. 1
Сопержание, вес. %, в чугуне
Компоненты
Известном
Предлагаемом
1 2 3 4 5 6
003 0,1
0,06
0,1
0,03 - 0,1
0,05 О, 12 0,01
0,01 - 0,05 0,01
0,02 - О, 1
0,1-0,5
0,02
006 0,1
0,02
0,0030 0,05 О, 12
0,003 0,05 О, 12
Бор
Кальций (барий) 001 — 0 06
Остальное Осталь- Осталь- Осталь» Осталь- Осталь ное ное we ное ное
Остальное
Железо
Табли ца 2
2.5-4 5 2.24 1.68 1112 2,18 1,62 1 08
0,41 - 0,60 0.,34 О, 18 О, 10 0,32 О. 15 0,08
Трешиноустойчивость при литье нам ораживанием % 1 18 - 120 132 156 168 13 1 154 165
128 - 140 148 176 184 145 172 180.
197 —, 326 342 .385 396 334 368 388
Термическая стойкость, циклы
Пд 0,5- Пд 0,5 Пд0,3 ПдО 5 Пд0,5 Пд03 Пд0,5
Пд 1,4 формула изобретения
Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, редкоземельные металлы, иттрий, сурьму, азот, элеИттрий
Азот
Сурьма
Титан
Гидроабразивный износ при воздействии потоков, загрязненных абразивом, мкм фрикционный m нос при трении без смазки, мкм
Трешиноус тойчивос ть при литье . в песчано-глинистые ирмы (эталон
СЧ-25), %
Дисперс нос ть, структуры чугуна в отливках по
ГОСТ 3443-77
0,06 0,03
О 05 0,12
0,06 0,1 мент из группы, содержащей титан и бор, ижелеэо, отличающийся тем, что, с целью измельчения перлитной структуры при непрерывном литье, повышения иэносостойкости и снижения склонности к
7 985 125 образованию трешин, он дополнительно содержит медь при следуюшем соотношении компонентов, вес. %:
2,8
1,4
0,8
0,1
3,6
2,6
1,8
0,3
0,03
0,03
0,02
001
0,2
0,1
0,1
0,12
Углерод
Кремний
Марганец цирконий
Редкоземельные металлы
Иттрий
Сурьма
Азот
Элемент из группы, содер жашей титан и 6ор 0,003 — О, 12
S Медь 0,6- 1,4
Железо, Остальное
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР;
t0 М 692887 кл С 22 С 37/10 1979
2. Авторское свидетельство СССР по заявке % 3004357, кл. С 22 С 37/10, 1980.
Составитель Р. Петренко
Редактор Л. Филь ТехредМ. Надь Корректор В. Прохненко
Заказ 10091/36 Тираж 660 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
