RU1786171C - Высокопрочный чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к производству литейного чугуна преимущественно дл  деталей гидроаппаратуры . Чугун содержит, мас.%: 3,0-3,6 С; 4-5 Si; 0,4-0,7 Мп; 0,015-0,02 S; 0,08-0,1 Р; 0,15-0,25 РЗМ; 0,06-0,08 Sb и остальное Fe. Чугун обладает повышенной твердостью и стабильной ферритной матрицей в литом состо нии . Корпусные детали гидроаппаратуры , отлитые из предлагаемого чугуна имели - в 2 раза пониженные значени  отклонени  от цилиндричности золотниковых отверстий . 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии черных металлов и литейному производству , конкретно к разработке состава легированного кремнием высокопрочного чугуна с шаровидной и вермикул рной формами графита преимущественно дл  литых заготовок деталей гидроаппаратуры.

Известен высокопрочный чугун, содержащий , мас.%: С 2,8-4,2; Si 2,0-3,8; Мп 0,1- 1,0; S 0,001-0,1; Р 0,001-0,3; Sb 0,07-1,0; Fe остальное. Литые заготовки из высокопрочного чугуна имеют преимущественно фер- ритную металлическую основу и следующие механические свойства; ав 230-400 МПа, 6 10-15%, НВ 140-170. При механической обработке корпусных деталей гидроаппаратуры вследствие низкой твердости и высокой пластичности такого чугуна на доводочной операции (хонинговании) происходит искажение золотниковых отверстий , что ведет к нестабильности их размеров.

Изготовление этих деталей из высокопрочного чугуна с перлитной металической

основой, получаемой в результате термической обработки отливок (закалки с отпуском или нормализации), и механическими свойствами ав- 420-550 МПа, (,5- 2,0%, НВ 240-285 позвол ет устранить искажение золотниковых отверстий при обработке, но при эксплуатации или хранении гидроаппаратуры в течение 0,5-1 г. геометри  их нарушаетс  из-за короблени  в св зи с фазовыми превращени ми (распада перлита на феррит и углерод) в металлической матрице высокопрочного чугуна.

Цель изобретени  - повышение твердости , стабилизаци  ферритной структуры матрицы чугуна в литом состо нии и геометрических размером литых деталей (преиму- щесткенно геометрических размеров золотниковых отверстий в корпусных детал х гидроаппаратуры при доводочных операци х механической обработки, а также сохранение их первоначальных размеров с течением времени при эксплуатации без

SwЈ

VI

00

а

снижени  прочностных свойств материала ).

Выбор граничных пределов компонентов в высокопрочном чугуне дл  литых деталей гидроаппаратуры обусловлен еле- дующим. Легирование кремнием (4-5%) при углеродном эквиваленте 5-6,5% обеспечивает получение литых заготовок из фер- ритного высокопрочного чугуна со следующими механическими свойствами: 7в 350МПа,5 0,5-2,5%, НВ 230-260, а при механической обработке - отклонени  от цилиндричности золотниковых отверстий в корпусных детал х гидроаппаратуры в пределах 1,3-2 мкм. При содержании кремни  менее 4 существенно снижаетс  твердость чугуна и увеличиваютс  отклонени  от цилиндричности золотниковых отверстий в корпусных детал х, а при содержании кремни  свыше 5% повышаетс  твердость чугу- на и затрудн етс  обработка золотниковых отверстий в указанных детал х.

Граничные параметры содержани  углерода (3,0-3,6%), марганца (0,4-0,7%, фосфора (0,08-0,10%) и серы (0,015-0,020%) определ ютс  исход  из практики производства высокопрочного чугуна с углеродным эквивалентом, указанным выше.

Введение РЗМ (0,15-0,25%) обеспечивает , получение включений графита шаро- видной и вермикул рной формы, При содержании РЗМ менее 0,15% в структуре преобладают включени  пластинчатого графита , а при содержании свыше 0,25% увеличиваетс  склонность чугуна к отбелу в отливках.

Введение сурьмы в количестве 0,06- 0,08% обусловлено необходимостью получени  равномерной структуры по сечению отливок.

Плавку чугуна осуществл ют в индукционной печи с использованием в качестве шихты предельного чугуна марок ПЛ1 и ПЛ2 (90%), стального лома (10%) и ферросилици  ФС45. Расплав чугуна при температуре 1430-1450°С обрабатывают в ковше лигатурой ФСЗОРЗМЗОБ и сурьмой (лигатуру и сурьму ввод т под струю расплава при его сливе из печи в ковш), вторичное модифицирование чугуна производ т при температу- ре 1280-1320°С ферросилицием ФС75,

засыпа  его на зеркало расплава в металло- приемник установки непрерывного лить  или в разогретый ковш дл  заливки песчаных форм при заполнении их чугуном из ковша с РЗМ.

В песчаных формах получали отливки корпусов насосов-дозаторов и гидрораспределителей массой 10 кг, на установке непрерывного лить  мод. А-126 изготовл ли непрерывнолитые заготовки диаметром 104 и 112 мм из высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикул рным графитом и металлической матрицей из легированного кремнием феррита, отливки не имели поверхностного отбела.

Данные о химическом составе опытных плавок чугуна сведены в табл.1. Механические свойства, результаты микроструктурного анализа и данные по оценке отклонений от цилиндричности золотниковых отверстий в корпусных детал х гидроаппаратуры приведены в табл.2.

Повышенное содержание кремни  в высокопрочном чугуне позволило за счет увеличени  твердости феррита при сохранении его прочностных характеристик уменьшить отклонени  от цилиндричности золотниковых отверстий начальных в 1,5-2 раза, по истечении 1/2 г. в 1,2-2,4 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Высокопрочный чугун, преимущественно дл  деталей гидроаппаратуры, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, сурьму и железо, отличающий- с   тем, что, с целью повышени  твердости, стабилизации ферритной матрицы чугуна в литом состо нии и геометрических размеров литых деталей, он дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем содержании компонентов, мас.%:

   Углерод3,0-3,6 Кремний 4,0-5,0 Марганец 0,4-0,7 Сера 0,015-0,020 Фосфор 0,08-0,10 Редкоземельные

   металлы /РЗМ/0,15-0,25 Сурьма 0,06-0,08 Железо Остальное.

   Таблица 1

   Тэблица2