SU1033564A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец фосфор, хром, никель, медь, ванадий, молибден, гитан, алюминий и железо, о т л и ч a ю ta и и с   тем, что, с целью повышени  износ.остойкости ;и улучшени  прочностных; характеристик чугуна при высоких температурах, он аополнИтельно содержит (трконий при еледующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод3,,6 . . Кремний2,О-2,6 МарганецО,5-О,9 Фосфор . 0,1-0,5 Хром0,01-ОД5 Никель0,1-2,5 Меаь0,6-3,5 Ванааий0,О7-О,35 МапибаенQ,O1-O,4 Титан0,05-0,15 АлюминийО,О1-О,05 ЦирконийО,О1-О,1 ЖелезоОстальное. .

Description

UO

ел

ф Иаобрвгение относитс  к металлур в частности к изысканию износостойк чугунов с Повышенными физике-механ кими свойствами, в особенности при соких температурах 300-8ООС, при емых в различных област х машиност ни  пл  получени  петалей, работающ в узлах грени  скольжени  и при зна переменных нагрузках. Известен чугун Ll 3 . содержащий пэненты при следующем соотношении, вес.%; Углерод 2,8-3,6 Кремний 1,1-2,3 0,5-1,8 Марганец 0,1-О,6 Никель О,О5-1,2 0,05-2,2 Молибден 0,01-О,5 О,01-О,2 0,01-0,06 0,01-0,5 Ванадий О,ОО1-0,О2 Теллур 0,001-0,05 Бертешт й О,О01-0,12 Железо Остальное Указанный чугун обладает нейоста но выссжими прочностью, упругостью .износостойкостью. Наиболее близким по технической, ности и достигаемому результату к н бретешао  вл етс  чугун, содержаший поненты при следующем соотношенипи, вес.%:. Углерод2,98-3,30 Кремний1,91-2,20 Марганец1,05-1,17. Никель0,35-0,45 Хром0,35-0,53 Медь0,42-0,58 Ванадий0,10-0,18 Молибден0,20-0,36 АлкмннийО,05-0,15 Титан0,03-0,05 Церий0,01-0,03 ЖелезоОстальное В качестве примесей чугун содерж серу и фосфор С2 } . Известный чугун имеет невь/сокие прочностБ, теплопроводность и износо кость при работе в интервале темпер суг 2О до a)0°d Цепью изобретени   вл етс  повьпи износостойкости и улучшение прочност характеристик чугуна при высоких тем ратурах. Указанна  цель достигаетс  тем, чугун, содержащий углерод, кремний, ганец, фосфор, хром, никель, медь, ванади , молибден, титан, алюминий и железо, дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод.3,0-3,6 Кремний2,0-2,6 Марганец0,5-О,9 ФосфорО,1-0;5 Хром0,О1-О,15 Никель 0,1-2,5 МедьО,6-3,5 Ванадий0,07-0,35 МолибденО,01-О,4 ТитанО,О5-О,15 Алюминий0,01-О,О5 Цирконий 0,01-О,1 ЖелезоОстальное Никель и медь введены в чугун дл  повышени  прочностных свойств, теплопроводности и износостойкости. Они способствукхг формированию однородной структуры металлической основы (перлитной), а также включений графита оптимальных размеров и равномерному их распределению. Одновремещго устран етс  отбел, увеличиваетс  теплопроводность, что сушественно снижает тепловое воздействие на поверхности трени , уменьша  тем самым изнгос. Введение добавок никел  и меди меньше нижнего предела практически не око- зьтает вли ни  на изменение структуры, а следовательно, свойств серого чугуна. Введение этих добавок выше верхнего предела не целесообразно, поскольку никель в кошгчестве более 2,5% способствует графитизадии и, следовательно , изменению структуры чугуна. Наличие меди более 3,5% щлшодит к тому, что она нахошггс  в свободном состо нии, а это снижает твердость и износостойкость. Комплексное легирование ванадием, молибденом и шфконием существенно повьш1ает прочность, износостойкость и другие свойства не только при комнатной, но и при высовдас 300-80О С температурах, что особенно важно. Присадка этих эло ентов в количестве (каждого), метшшем нижнего предела, не приводит к изменению структуры. В результате физико-4леханические свойства при температурах более резко падают . При введении этих ингредиентов в количествах , превышающих верхний предел каждого КЗ них, чугун становитс  склонным к отбелу, в результате чего значи-. тельно укудшаегс  обрабатываемость литой детали.

Присаака титана и алюмини  приводит к раскислению чугуна, образованию мелко-, дисперсных нитриаов титана, улучшает свойства жидкого чугуна, измен ет услови  кристаллизации расплава, повыша  при j этом физико-механические свойства чугуна. Одновременно увеличиваетс  жаропрочность и жаростойкость, В итоге стабилизируютс  свойства чугуна при механическом и тепловом воэаействии, повышаетс  износо-to стойкость.

Введение этих ингредиентов менее нижнего предела недостаточно, чтобы получить требуемые физико-механические характеристики . Введение же ик выше их верхних 5 пределов приводит к загр знению металланеметаллическими включени ми и потребует дополнительной обработки расплава.

Введение хрома и марганца менее их нижних пределов приводит к по влению в 26 структуре серого чугуна ферритной структурной составл ющей, способствующей про влению -адгезионного износа, а следовательно , уменьшению износостойкости. Содержание этих ингредиентов выше их 25 верхнего предела способствует отбелу и образованию не гстойчивых карбидов хрома.Уменьшение количества углерода и кремни  приводит к отбепу чугуна и ухудшению обрабатываетлости. Повьпиение их зо

выше в эхнего предела увешгчввает не только количество, но и размер включений графита, а также нарушает однородность структуры (по вл етс  ), что св зано со сшскением износостойкости чугуна.

Введение фосфора способствует увеп чению жидкотекучести и износостойкости, Сйнако введение фосфора более О,5% прВЕводет к пористости и снижению прочности.

Пример. Выплавку чугуна ггровод т в индуишонной печи ЙСТ-О16 с кислой фут овкой. В расплав чугуна при . 149О-152О С ввод т легирующие эпемёЯ ты: медь, никель, феррованадий, ферромолибден , ф эрсфосфор и ферротитан. Перед заливкой в когаи ввод т дробленый ферросийшгай ФС75 и лигатуру феррссиликоцирконий (ФСЦр 5О - ФСЦр 25) или лигатуру цирконий-кремний-апк  ганий tUgGA). Расход лигатур, обеспечивающий получение граничных пределов кондентрации циркони  в чугуне, сосгав  ет О,1-1,О% от массы жидкого металла.

Заливку металла производшш в разовые при 1360 1420°С. Произвошпш отливку образцов дл  рпреде ени  износостойкости и прочностных характеристик чугуна. Химический состав навестнсич) и предложенного чугунов и их свойства при .;5едены в табл. 1 И 2, соответственно.

Jie приведенных данных видно, что. предлагаемый чугун по сравненгао с известным имеет более высокие физико-ме ханические характеристики: прочность, модуль упругости, нзносостойкость и теплопроводность , в особенности при высоких температурах

Структура предлагаемого чугуна - мелкодисперсный перлит, включени  графита пластинчатой формы и фосфидна  эвтетика в зависимости от содержани  фосфора.

Малые добавки 1Шркони  повышают, прочность, жаропрочность и износостойкость чугуна . Это объ сн етс   ис терсионным упрочнением термодинамически устрйчнвыми окислами, карбидами и нитр )1дами циркони .

Теплопроводность металлов и сплавов уменьшаетс  с повьшенИем те шературы. Напротив, теплопроводность карбидов, HJrrpJifioB и сжиспов циркони  возрастает с повышением температуры, приближа сь к теплопроводности феррита. В св зи с этим теплопроводность предлагаемого чугуна с увеличением температуры снижает - с  значительно медленее, у чугуна без циркони .

Экономический эффект от внедрени  т зо фетени  составит ЗОО,0 тыс.руб.

Claims (1)

1. , ЧУГУН, содержащий углерод, 'кремний, марганец; фосфор, хром, никель, медь, ванадий, молибден, титан, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости ;и улучшения прочностных характеристик чугуна при высоких температурах, он пополнительно содержит цирконий при еле-·

   дующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод 3,0-3,6 Кремний 2,0—2,6. Марганец 0,5-0,9 Фосфор ' · 0,1-0,5 . Хром 0,01-0,15 Никель 0,1-2,5 ' Медь 0,6-3,5 Ванадий 0,07-0,35 Молибден 0,01-0,4 Титан 0,05-0,15 Алюминий 0,01-0,05 В Цирконий 0,01-0,1 W Железо Остальное. С з

   —А