SU1125281A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, алюминий , титан, редкоземельные металлы, азот и железо, о тличающ ийс   тем, что, с целью повьшени  износостойкости в коррозионной среде , он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов , мае. %: 2,2-3,2 Углерод 1,6-2,6 Кремний 2,7-5,7 Марганец 0,5-0,9 Молибден 1,3-3,2 Алюминий 0,18-0,75 Титан Азот 0,08-0,24 Редкоземельные метал 1ы 0,01-0,08 i 0,03-0,07 Магний Остальное Железо (Л С

Description

Изобретение относитс  к области металлургии, в частности к изысканию чугунов, работающих в услови х абразивного износа и воздействи  коррозионной среды, примен емых дл  изготовлени  гильз цилиндров автотракторных двигателей.

Известен износостойкий чугун flj следующего химического состава, . . нас. %:

3-3,6

3-3,6

0,4-0,6

14-16 0,005-0,5 Остальное

Относительна  износостойкость известного чугуна 2,05. В услови х воздействи  коррозионных сред средний износ при трении достигает 0,75-0,82 мм/ч.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  чугун ,2j следующего химического состава, мае. %:

Указанный чугун обладает низкой износостойкостью при трении в коррозионной среде.

Цель изобретени  - повышение износостойкости в коррозионной среде.

Цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец , молибден, алюминий, титан, редкоземельные металлы, азот и железо, дополнительно содержат магний при следующем соотнощении компонентов, мае. %:

2,2-3,2

Углерод 1,6-2,6 Кремний

2,7-5,7

0,5-0,9

1,3-3,2

0,18-0,75

0,08-0,24

ьные

0,01-0,08 0,03-0,07 Остальное

В качестве технологических примесей чугун может содержать фосфор до 0,08 и никель до 0,3 мас.%.

Предложенный износостойкий чугун в литом состо нии и после нормапьзации обладает следующими механическими свойствами: период прочности при изгибе в литом состо нии 795975 МПа, а после нормализации 13001520 МПа, средний износ при трении в коррозионной среде 0,08-0,22 мм/ч, козффициент относительно износостойкости при испытании на ударно-абразивное изнашивание (по ГОСТ 23.207-7 9,7-12,6 (эталон сталь 45Л) и ударна  в зкость после нормализации 0,8-1,2 ВДж/м2.

Повышение износостойкости при трении в коррозионной среде в предложенном чугуне достигаетс  за счет повышени  концентрации марганца до 2,7-5,7 и алюмини  до 1,3-3,2 мас.%. При меньших концентраци х марганца и алюмини  существенного повьшени  износостойкости в коррозионной среде не достигаетс , а повышение их содержани  более 5,7 и 3,2 мас.% вызывает снижение ударной в зкости при этом в чугунах с содержанием более 3,2 мас.% алюмини  отмечаетс  повышенное содержание по границам зерен неметаллических включений, что снижает пластические свойства и износостойкость .

I , , . - Дл  достижени  цели изобретени 

в чугун дополнительно введен магний В количестве 0,03-0,07 мас.%, упрочн ющий металлическую основу и способствующий повышению износостойкости чугуна в коррозионных средах. При его- содержании до 0,03 мас.% его модифицирующий эффект про вл етс  недостаточно , а при концентрации более 0,07 мас.% усиливаетс  отбел и снижаютс  пластические свойства, что приводит к снижению зксплуатационной стойкости при ударно-абразивном износе.

Титан введен в износостойкий чу- гун дл  повышени  износостойкойти в коррозионной среде и микротвердости металлической основы. При содержании мейее 0,18 мас.% титана в чугуне он преимущественно св зан в карбонитриды и микротвердость матрицы Существенно не мен етс . При концентрации титана более 0,75 мас.% снижаетс  динамическа  прочность чугуна.

Введение азота обусловлено тем, что он образует с титаном, алюминием к углеродом комплексные карбонитриды , измельчающие структуру и повышакнцие износостойко :ть чугуна. При введении в известный чугун азота менее 0,08 мас.% существенного вли ни  на измельчение структуры и повышение износостойкости не происходит, а при повышении концентрации азота более 0,24 мае. % снижаетс  величина прогиба и пластические свойства чугуна в отливках. При этом удлин етс  процесс внепёчной обработки расплавленного металла и снижаютс  его литейные свойства, увеличиваетс  количество карбрнитридов, расцоложенных по границам зерен.

Иттрий введен в чугун как -эффективна  Модифицирующа  добавка, способствующа  измельчению структуры, очистке границ литого зерна и повьгт гшению износостойкости в коррозионной среде. При концентрации иттри  ме неё 0,01 мас.% его модифицирующий эффект незначительный, а при повышеНИИ концентрации более 0,08 мас.%, увеличиваетс  его угар и безвозЬратные потери.; В табл.1 приведены составы из вестного и предложенного чугунов.

Плавки проводили в открытых индукционных печах. Температура рас-.

плава перед выпуском из индукционной печи 1630-1680 К, а температура чугуна после модифицировани  составл ла 1570-1610 К. Дл  модифициро5 вани  использовали комплексную лигатуру на основе кремни  (5557 мас.%) и металлический иттрий, которые вводили после микролегиро- . вани  расплава азотом и титаном, ко0 торое производилось с использованием цианамида кальци , азотированного мадганца и азотированного ферротитана , содерж 1щего 3,1 мас.% азота . Запивку чугунов опытных плавок

j дл  получени  отливок, технологических проб и 30 мм образцов производили в сухие формы, изготовленные с использованием жидкого стекла.

Свойства чугунов определ ли в ли0 том состо нии и после нормализации с 930-950°С (продолжительность выдержки 4 ч). Средний износ чугунов при трейии в коррозионной среде ОТХОДЯ1ЩХ газов с 750-850 С. Свойства известного и предложенного

составов чугуна приведены в табл.2. Предлагаемый износостойкий чугун обладает более высокой износостойкостью в коррозионной среде, чем известный.

I

Использование Предложенного износостойкого чугуна дл  отливок гильз автотракторных двигателей позвол ет Повысить их коррозионную стойкость и получить экономию 18-36 руб. на 1 т годного лить . Более высокий уровень механических свойств позвол ет повысить надежность и долговечность автотракторных отливок ответственного назначени , работающих, в услови х абразивного износа и воздействи  кор розионных сред с температурой до .

Таблица 1

Углерод . 2,8 3,0 2,2 2,6 Кремний 2,6 2,1 2,6 2,0 Марганец 3,6 0,5 2,7 4,5

Продолжение т бл.1

Claims (2)

1. ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, алюминий, титан, редкоземельные металлы, азот и железо, о тличающий с я тем, что, с целью повышения износостойкости в коррозионной среде, он дополнительно содержит магний’ при следующем соотношении компонентов, мае. X:

   Углерод Кремний Марганец Молибден Алюминий Титан Азот Редкоземельные металлы Магний Железо
2. 2.2- 3,2

   1,6-2,6

   2,7-5,7

   0,5-0,9

   1.3- 3,2

   0,18-0,75

   0,08-0,24

   0,01-0,08

   0,03-0,07 Остальное