SU1121314A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  жаростойкости и износостойкости, он дополнительно содержит алюминий, титан, кальций при следующем соотношении ингредиентов , мае. %: 3,0-3,4 Углерод 1 6-2 .4 Кремний О,065-0 040 Марганец 0,05-0,10 Сурьма 0,15-0,45 Ванадий 1,0-3,5 Алюминий 0,1-0,5 Титан 0,005-0,030 Кальций Остальное Железо

Description

ND

IA l; 11 Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано дл  изготовлени  деталей, работающих при высоких температурах в усло1у1 х износа. Известен чугун }1 следующего химического состава, мае. %: Углерод2,5-3,5 Кремний0,8-1,5 Марганец0,3-1,5 Алюминий1-3 Титан0,02-0,50 Хром0,2-1,2 ЖелезоОстальное Недостатком известного чугуна  вл етс  низка  износостойкость. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту  вл етс  чугун {2 следующего химического состава, нас. %: Углерод3,0-3,4 Кремний1,6-2,2 Сера0,1-0,2 Марганец 0,005-0,040 . Сурьма0,15-0,20 Ванадий0,15-0,45 ЖелезоОстальное 213 5 10 fS 20 25 30 42 Недостатками известного чугуна  вл ютс  низкие жаростойкость и износостойкость . Целью изобретени   вл етс  повышение жаростойкости и износостойкости чугуна за .счет улучшени  структуры металлической основы материала. Дл  достижени  указанной цели в состав чугуна, содержащего углерод. кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, дополнительно введен алюминий , титан, кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Углерод3,0-3,4 Кремний1,6-2,2 Марганец 0,005-0,040 Сурьма0,05-0,10 Ванадий0,15-0,45 Алюминий1,0-3,5 Титан0,1-0,5 Кальций 0,005-0,030 Желез.оОстальное Чугун содержит примеси, мае. %: СераДо 0,01 ФосфорДо 0,01 Пример. Дл  изучени  структуры и свойств чугуна предлагаемого и известного составов бьши выплавлены материалы, химические составы Kjps,зультаты испытаний которых представлены в таблице.

o

00en

cTi с

r

m

-

чО

CN

о о о «1Л О

- о с

- о

м с

А

о

Оч

чО

го

ш

о

А

ч

о

о

о

1Г1

чО ГЧ

00

f,

о

со

С со

iri

ю

-

ЧГ

«Г1

ш

г-

о

о

ю

с

CNI

о

sr

G

с

с

см

см

о

«ъ Сч)

см

с

см

чГ

А

ч

«ъ

со

со

to

со

о

о

(н

и

(н

а

X

J

и п

«

и

5

а и Чугуны плавились в индукционной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой , В качестве шихты дл  получени  чугунов с низким содержанием марганца использовали металлизованные высокоуглеродистые окатыши, ферросплавы кремни , ванади , титана, кристаллическую сурьму, технический алюминий и силикокальдий. Образцы дл  испытаний заливали в сухую песчаную фор му. Испытани  на износ проводили на машине трени  типа МТ-2П при нагрузке 12 кгС/см и скорости скольжени  1,2 м/с. Методика определени  жаростойкоети состо ла из нагрева образца до 68С С и вьщержки в течение 9 ч. Жаростойкость определ ли весовым методом . Пределы содержани  компонентов установлены, исход  из получени  более благопри тного сочетани  структуры и свойств материала. Нижний предел по содержанию углерода .(3,0%) и кремни  (1,6%) вызван необходимостью получени  металлической матрицы без ледебуритных включений, верхний ( 3,4 и 2,2%) соответственно ограниче получением перлитной структуры фо.рри та не более 6%. Нижний предел по содержанию сурьмы (0,05%), ванади  (0,15%), алюмини  (1%), титана (0,1% обеспечивает повьш1ение жаростойкоети и износостойкости чугуна при минимальной степени легировани . ВерхНИИ предел по содержанию сурьмы ( 0,1%) и ванади  (0,45%) ограничен образованием ледебурита, ввиду склонности чугуна при легировании перечисленными элементами кристаллизоватьс  по метастабильной диаграмме. Увеличение содержани  алюмини  и титана выше 3,5 и 0,5% соответственно резко ухудшает технологические характеристики чугуна.«Содержание кальци  выбрано из услови  полного рафинировани  жидкo o расплава .Ввод в состав сплава алюмини  дополнительно легирует металлическую основу. Кальций, рафиниру  расплав, очищает границы зерен от неметаллических включений, что повьш1ает жаростойкость и износостойкость чугуна. Оптимальный, состав чугуна следующий , мае. %: углерод 3,2, кремний 1,9, марганец 0,02, сурьма 0,075, ванадий 0,3, алюминий 2,85, титан 0,3, кальций 0,015. Технологи  получени  сплава предлагаемого состава заключаетс  в расплавлении высокоуглеродистых окатышей и вводе в расплав ферросплавов кремни  (75%), ванади (45%), титана (45%), кристаллич еской сурьмы, технического алюмини  и силикокальОДЯ (6% Са, 45% Si). Расчет шихты осуществл етс  с уче том усвоени  кремни , алюмини , сурьмы на уровне 90%, ванади  и титана на уровне 80-90%. Чугун предлагаемого, состава целесообразно использовать дл  изготовле ни  таких отливок, как гильзы, цилинд ров дизельных двигателей. Экономический эффект от использовани  предлагаемого чугуна в результате повьш1ени  износостойкости составит 36 тыс. руб.

Claims (1)

1. (21) 3661075/22-02 и железо, отличающийся (22) 10.J1.83 тем, что, с целью повышения жаростой- (46) 30.10.84. Бюл. № 40 кости и износостойкости, он дополни- (72) А.Г.Слуцкий, Л.Л.Счисленок, тельно содержит алюминий, титан, каль Е.И.Шитов и В.Л.Трибушевский ций при следующем соотношении ин- (71) Белорусский ордена Трудового градиентов, мае . %: Красного Знамени политехнический Углерод 3,0-3,4 институт Кремний 1,6-2,2 (53) 669.15-196(088.8) Марганец 0,005-0,040 (56) 1. Авторское свидетельство СССР Сурьма 0,05-0,10 № 927860, кл. С 22 С 37/06, 1979. Ванадий 0,15-0,45 2. Авторское свидетельство СССР Алюминий 1,0-3,5 № 973657, кл. С 22 С 37/10, 1982. Титан 0,1-0,5 (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, Кальций 0,005-0,030 кремний, марганец, сурьму, ванадий Железо Остальное

   S8