RU2513363C1 - Высокопрочный антифрикционный чугун - Google Patents
Высокопрочный антифрикционный чугун Download PDFInfo
- Publication number
- RU2513363C1 RU2513363C1 RU2013114307/02A RU2013114307A RU2513363C1 RU 2513363 C1 RU2513363 C1 RU 2513363C1 RU 2013114307/02 A RU2013114307/02 A RU 2013114307/02A RU 2013114307 A RU2013114307 A RU 2013114307A RU 2513363 C1 RU2513363 C1 RU 2513363C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- zirconium
- cerium
- magnesium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным антифрикционным чугунам для ответственных деталей двигателей. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,2-3,5; кремний 1,8-2,2; марганец 0,4-0,8; медь 0,15-0,70; никель 0,31-0,70; хром 0,02-0,06; магний 0,03-0,05; церий 0,01-0,02; олово 0,01-0,02; фосфор 0,02-0,04; кальций 0,002-0,010; титан 0,15-0,35; цирконий 0,06-0,22; азот 0,01-0,03; алюминий 0,002-0,01; железо - остальное. Использование изобретения позволяет снизить склонность чугуна к трещинообразованию и повысить износостойкость чугуна в отливках. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным чугунам для изготовления антифрикционных отливок, получаемых при модифицировании их магнием и церием и используемых в литом состоянии для ответственных деталей двигателей Евро-3 и Евро-4, работающих в условиях трения, износа, повышенных механических и термоциклических нагрузок.
Известен антифрикционный магний-цериевый чугун марки ЧВГ-45, рекомендованный в ГОСТ 26394-89 для аналогичных отливок. Предельный режим эксплуатации деталей из этого чугуна в условиях трения не превышает 12-15 МПа · м/с. Чугун обладает низкими характеристиками твердости (190-250 НВ) и относительного удлинения (0,8-1,5%).
Известен также высокопрочный антифрикционный чугун марки АЧВ-2 (ГОСТ 1585-85), обеспечивающий получение в отливках перлитно-ферритной структуры с повышенными пластическими свойствами. Однако в условиях трения этот чугун имеет низкую износостойкость, недостаточные характеристики твердости (167-197 НВ) и допустимого предельного режима работы (менее 12 МПа·м/с).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является высокопрочный антифрикционный чугун (Патент RU 2352675, МПК С22С 37/00, 2009) следующего химического состава, мас.%:
Углерод | 3,2-3,5 |
Кремний | 1,8-2,2 |
Марганец | 0,4-0,8 |
Медь | 0,15-0,7 |
Никель | 0,02-0,25 |
Хром | 0,02-0,06 |
Магний | 0,03-0,05 |
Церий | 0,01-0,02 |
Олово | 0,03-0,10 |
Фосфор | 0,02-0,10 |
Кальций | 0,002-0,01 |
Железо | Остальное |
Известный чугун обладает следующими механическими и эксплуатационными свойствами:
Предел текучести, МПа | 265-290 |
Ударная вязкость, Дж/см2 | 41-56 |
Скорость износа при сухом трении, мкм/км | 0,22-0,30 |
Твердость, НВ | 229-241 |
Предельный режим работы при трении, МПа · м/с | 31-40 |
Коэффициент трения | 0,32-0,40 |
Склонность к трещинообразованию, | |
количество трещин в технологической пробе | 2,8-3,2 |
Недостатком известного чугуна являются низкая износостойкость и высокая склонность к трещинообразованию.
Задачей данного технического решения является снижение склонности к трещинообразованию и повышение износостойкости.
Поставленная задача решается тем, что высокопрочный антифрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, хром, магний, церий, олово, фосфор, кальций и железо, дополнительно содержит титан, цирконий, азот и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод | 3,2-3,5 |
Кремний | 1,8-2,2 |
Марганец | 0,4-0,8 |
Медь | 0,15-0,70 |
Никель | 0,31-0,70 |
Хром | 0,02-0,06 |
Магний | 0,03-0,05 |
Церий | 0,01-0,02 |
Олово | 0,01-0,02 |
Фосфор | 0,02-0,04 |
Кальций | 0,002-0,01 |
Титан | 0,15-0,35 |
Цирконий | 0,06-0,22 |
Азот | 0,01-0,03 |
Алюминий | 0,002-0,01 |
Железо | Остальное |
Дополнительное введение титана обусловлено тем, что он является эффективной микролегирующей добавкой, повышающей дисперсность структуры чугуна в отливках, трещиностойкость и снижающей коэффициент трения и скорость изнашивания чугуна в условиях интенсивного трения. При содержании титана до 0,15% износостойкость и трещиностойкость недостаточны. При повышении концентрации титана более 0,35% увеличивается неоднородность структуры, снижаются характеристики упруго-пластических свойств и предела текучести.
Дополнительное введение циркония в чугун снижает отбел в тонких стенках отливок, повышает однородность структуры, трещиностойкость и упругопластические свойства. При повышении содержания циркония более 0,22% увеличивается содержание феррита в структуре, снижаются характеристики твердости, износостойкости и эксплуатационных свойств. При содержании циркония до 0,06% его влияние на трещиностойкость, упругопластические свойства и структуру чугуна в отливках сказывается незначительно.
Азот в количестве 0,01-0,03% способствует образованию нитридов, измельчению структуры и повышению трещиностойкости и механических свойств. При концентрации азота до 0,01% его влияние на структуру и свойства сказывается незначительно, а при увеличении содержания азота более 0,03% нитриды начинают располагаться по границам зерен, что снижает характеристики трещиностойкости, ударной вязкости и эксплуатационных свойств.
Алюминий в количестве 0,002-0,01% способствует повышению однородности структуры, раскисляет расплавленный металл, повышает трещиностойкость, механические и антифрикционные свойства чугуна. При концентрации алюминия более 0,01% повышается содержание феррита в структуре, снижаются износостойкость и эксплуатационные свойства. При содержании алюминия до 0,002% раскисление расплавленного металла осуществляется недостаточно.
Опытные плавки чугуна проводят в индукционных тигельных печах с использованием литейных чугунов марки Л2ШБ2, передельного чугуна ПЛ11Б2, стального лома марок 1А и 2А, чугунного лома марки 17А, азотированного ферромарганца марки ФМн78-2Н, олова марки О1пч, катодной меди марки M1 к, полуфабрикатного никеля марки НП3, доменного феррофосфора марки ФФ16, титанциркониевой лигатуры марки Ти20Цр7, силикокальция марки ФСК15А2 (ТУ 14-5-142-83), доменного ферросилиция и других ферросплавов. Температура выплавляемого чугуна составляет 1480-1500°C. После рафинирования расплава в печи производят процесс легирования с использованием катодной меди, азотированного ферромарганца, никеля, меди и титанциркониевой лигатуры. Сфероидизирующее модифицирование производят магний- и церийсодержащими комплексными модификаторами при выпуске расплава из печи в раздаточные ковши, а графитизирующее - в разливочных ковшах с использованием алюминотермических смесей, содержащих силикокальций марки ФСК15А2.
Заливку модифицированного чугуна при температуре 1350-1380°C производят в литейные песчано-глинистые формы для получения образцов для механических испытаний антифрикционных деталей двигателей и технологических проб.
В таблице 1 (фиг.1) приведены химические составы чугунов опытных плавок, а в таблице 2 (фиг.2) - их механические и эксплуатационные свойства.
Для определения трещиностойкости использовали звездообразные пробы диаметром 250 мм и высотой 140 мм. Динамическую прочность определяли на образцах с размерами 10×10×55 мм с надрезом 0,2 мм.
Износостойкость чугуна и предельный режим работы при трении определяли по стандартным методикам при испытании в условиях сухого трения. Механические испытания проведены в соответствии с ГОСТ 27208-87.
Как видно из таблицы 2 (фиг.2), предложенный высокопрочный чугун обладает более высокими характеристиками износостойкости при сухом трении и трещиностойкости, чем известный.
Claims (1)
- Высокопрочный антифрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, хром, магний, церий, олово, фосфор, кальций и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит титан, цирконий, азот и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 3,2-3,5 Кремний 1,8-2,2 Марганец 0,4-0,8 Медь 0,15-0,7 Никель 0,31-0,7 Хром 0,02-0,06 Магний 0,03-0,05 Церий 0,01-0,02 Олово 0,01-0,02 Фосфор 0,02-0,04 Кальций 0,002-0,01 Титан 0,15-0,35 Цирконий 0,06-0,22 Азот 0,01-0,03 Алюминий 0,002-0,01 Железо Остальное.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114307/02A RU2513363C1 (ru) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Высокопрочный антифрикционный чугун |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013114307/02A RU2513363C1 (ru) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Высокопрочный антифрикционный чугун |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2513363C1 true RU2513363C1 (ru) | 2014-04-20 |
Family
ID=50480823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013114307/02A RU2513363C1 (ru) | 2013-03-29 | 2013-03-29 | Высокопрочный антифрикционный чугун |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2513363C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561541C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2015-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
CN105112770A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-02 | 常州大学 | 一种高强度高压油缸球铁铸件 |
RU2581542C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") | Высокопрочный антифрикционный чугун |
-
2013
- 2013-03-29 RU RU2013114307/02A patent/RU2513363C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2561541C1 (ru) * | 2014-09-29 | 2015-08-27 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Чугун |
RU2581542C1 (ru) * | 2014-12-03 | 2016-04-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУВПО "ЯГТУ") | Высокопрочный антифрикционный чугун |
CN105112770A (zh) * | 2015-09-02 | 2015-12-02 | 常州大学 | 一种高强度高压油缸球铁铸件 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7443502B2 (ja) | 合金構造用鋼及びその製造方法 | |
RU2513363C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2281982C1 (ru) | Чугун | |
RU2581542C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2401316C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
LU502587B1 (en) | Low-cost, high-strength ferritic nodular cast iron, and preparation method and use thereof | |
RU2337996C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
CN103215509A (zh) | 煤矿用ZG30MnSiCu铸钢及其热处理工艺 | |
RU2615409C2 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2611624C1 (ru) | Высокопрочный легированный антифрикционный чугун | |
CN103710612A (zh) | 一种铸态铁素体基球墨铸铁qt600-10的生产方法 | |
Lia et al. | Effect of Sb–Ba–Ce–Si–Fe Post Inoculants on Microstructural and Mechanical Properties of As‐Cast Pearlitic Ductile Iron | |
RU2448184C2 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2583225C1 (ru) | Высокопрочный хладостойкий чугун | |
RU2409689C1 (ru) | Серый антифрикционный чугун | |
RU2365660C1 (ru) | Чугун | |
RU2352675C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2502808C1 (ru) | Состав для модифицирования и рафинирования железоуглеродистых и цветных сплавов (варианты) | |
RU2432412C2 (ru) | Чугун и способ его получения | |
RU2450076C1 (ru) | Серый перлитный чугун | |
CN104651721A (zh) | 斗齿用合金钢及斗齿的制备方法 | |
JP5952455B1 (ja) | 高剛性球状黒鉛鋳鉄 | |
KR102264261B1 (ko) | 유압기기용 구상흑연 주철 및 이의 제조 방법 | |
RU2720271C1 (ru) | Высокопрочный легированный антифрикционный чугун |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150330 |