SU1033565A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо , отличающийс   тем, что. с целью повышени  износостойкости и усталостной прочности, ондсжолнительно содержит азот, кальций и по крайней мере один металл из группу, содержащей церий, магчаий и сурьму, при следующем соотношении комп жентов, вес.%: Углерод 3,3 - 3,7 Кремний 2,0 - 2,2 Марганец 0,4 - 0,7 Хром .0.1 -0,4 Никель О.1 - 1,0 Азот 0,01 - 0,05 Кальций О,О.1 - О,ОЗ Один металл из . грушп 1, содержащей церий, магний и суры0 ,01 - О,05 му Железо , Остальное

Description

О

ро 00 ел

Од

ел Изобре1«ние относитс  к металл эги в частности к изыска гаю составов lyry . на дл  отливок, работаю}дих в услови х износа. Известен чугун Cl 1 Х11 1ического со тава, вес.%: Углерод3,2 - 4,0 Кремний2,0 - 2,9 Марганец0,6 - 1,О Хром1,О - 1,8 НикельО,4 - 0,7 Молибден0,8 - 2,6 ЖелезоОстальное Неоонородностъ структуры чугуна и наличие массивных карбидных фаз ух шает его износостойкость, обрабатывае мость и вызывает брак отливок по от- белу и пористости. Наиболее близким по технической сущиости и достигаемому результату к изобретению  вл етс  чугун (2 , со держащий компоненты при следующем соотношении, вес.%: 3,3 - 3,5 Углерод 2,0 - 2,2 Кремний 0,4 - 0,7 Марганец До 0,2 До 0,2 Никель Железо Остальное В качестве технологических примесе известный чугун может содержать до 0,1 вес,% серы и до 0,15 вес.% фосфора . В отливках с толщиной стенок 30 м известный чугун обладает следующими механическими свойствами: Предел прочности при раст жении, МПа200 - 25 Твердость, НВ197 - 22 Жидкотеручестъ чугуна по спиральной пробе при 1300®С35О - 4ОО Отмечаютс  недостаточные износостойкость и усталостна  прочность известного чугуна. Цель изобретени  - повышение изно состойкости и усталостной прочности чугуна. Указанна  цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, кремни марганец, хром, никель и железо, дополнительно содержит азот, кальций и по крайней мере один металл из групп содержащий церий, маптй и сурьму, п слепутощем соотношении компонентов, Tvsr % /w Углерод 3,3 - 3,7 Кремний2,0 - 2.2 0,4 - 0,7 Марганец ОД - 0,4 0,1 - 1,0 Никель 0,01 - 0,05 О,О1 - О,ОЗ Кальций Од1ш металл из группы, содержащей церий, магний и сурь0 ,О1 - О,О5 му Железо Остальное Азот введен в чугун в качестве легирующего компонента в количестве О,01 - 0,05 вес.%, которое обеспечивает повышение твердости матрицы и повышение износостойкости. При введении его в количестве до 0,01 вес.% его вли ние на структуру и свойства чугуна незначительное, а при увеличении его содержани  более 0,05 вес.% снижаютс  пластичность и в зкость чугуна в отливках . Кальций в количестве 0,01 - 0,03 вес.% способствует повышению литейных свойств, очистке границ литого зерна, измельчению структуры и улучшению фактора формы графитных неметаллических включений. Явл  сь графитизируюшим элементом, он уменьшает отбел чут-уца. При концентрации до 0,01 вес.% кальций полностью не очищает границы зерен от неметаллических включений, а при увеличении его содержани  более 0,03 вес. % снижаютс  прочностные свойства и ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ. Введение металлов-сфероиаизаторов графитных включений из группы, содержащей церий, магний и сурьму, в количестве 0,01-0,05 вес.% повьш1ает прочностные свойства чугуна. При введении этих металлов в количестве. до 0,01 вес.% прочностные свойства повышаютс  незначительно, а при введении их более 0,О5 вес.% увеличиваетс  отбел и снижаютс  пластические свойства. Составы предлагаемого и известного чугунов приведены в табл. L Технологи  получени  преолагаемого чугуна следующа . Вьшлавку чугунов производ т в индукционной печи. Легирование чугунов производ т в плавильной печи, а модифицирование в раздаточных ковшах с использованием сфероидизирующих модификаторов и лигатур , При легировании расплавов в печи никель и ферросплавы ввод т после сн ти  шлака при 14ОО°С. Дл  модифицировани  полусинтетического чугуна предложенного состава использованы: комплексные лигатуры на основе никел , содержащие вес.%: марганца 6,5, азота 5,2, кальии  2,0, металла из группы содержащей церий, магний и сур му 3,0-3,5, углерода 2, 5 и никел  остальное; электропечной ферросилиций, содержаший , вес.%: кремни  93, хрома 0,1 кальци  О,1, марганца 0,2, углерода 0,05 и железа - остальное; силикокальций, содержащий вес.%: кальци  12,7, 26, углерода 0,5 и кремни  - остальное. Граничные пределы концентраций цери , мапга  или сурьмы в предложенном чугуне обеспечиваетвведение комплексной лигатуры на основе никел  в кЬличестве вес.%: 0,46 (нижний прейел), 1, 36 (среднее содержание, чугуны составов 2, 5,и 8) и 2,3 (верхний предел Дополнительное введение ферросилици  в количестве 0,08 % и силикокальци  в коли 1ество от О,ОЗ до 0,О7% от веса металла обеспечивало граничные предел концентрации кальци  в чугуне.

Таб нов 1 Введение комплексной лигатуры, содержащей 5,2 вес.% азота, обеспечивает в чугуне концентрацию азота от 0,О1 до О,О5 вес.%. При этом усвоение азота из лигатуры в среднем составило 82,6%. Заливку чугуна производили при 1340 С. Отливали технологические пробы дл  сравнительного анализа свойств из чугунов известного и предложенного cocteBOB, результаты которого прквепены в таб . 2. Как видно из п{жвепешшх данных, чугуны, содержащие вес.%: азот О,О1« 0,05, кальций О,О1-О,ОЗ и металл из группы, содержащей церий, магний и сурьму , 0,01-0,05, имеют повышеш ю износостойкость и усталосткую прочность по сравнению с известным составом. Сопоставление затрат на производство чугунов базового и предложенного составов , их износостойкости, долговечности и надежности отливсж показало, что.от использовани  предложенного чугуна экономи  составл ет 11,4-16,0 руб. на 1 т годного пить . Экономический эффект от внедрени  изобретени  составит более 15О тыс. руб. в год.

Таблица 2

Жидкотеку«1есЛ, мм, при 520 54О 53О : - ,. Предел прочности;, МПа370 410 450 Усталостна  прочHoctb , МПа210 22О 23О .241249 255 Твердость, НВ Износ при торцевом 140134 112 трении, мг/гс Износ при трении 76 72 64 скольжением при удельном давлении 2, 5МПа и скорости 62,5 м/с, мг/км 510 53О 520 520 53О 520 350 43О 454 1482 386 395 407 250 220 230 245 2О5 215 221 157 245255261 243 247 269 227 118106 98 108 102 92 261 68 62 54 58 52 46 121

Claims (2)

1. ' ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающийс я тем, что, с целью повышения износостойкости и усталостной прочности, он - дополнительно содержит азот, кальций и по крайней мере один металл из группы, содержащей церий, магний и сурьму, при следующем соотношении Углерод Кремний Марганец Хром Никель Азот

   Кальций

   Один металл из компонентов, вес.%:
2. 3,3 - 3,7 2,0 - 2,2

   0,4 - 0,7 . 0,1 - 0,4

   0.1 - 1,0

   0,01 - 0,05

   0,01 - 0,03 группы, содержащей церий, магний и сурыму 0,01 - 0,05

   Железо . Остальное