SU1157114A1 - Ковкий чугун - Google Patents

Description

ел N|

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов ковкого чугуна дл  отливок, работающих в услови х трени  и перемен ных температур.

Известен ковкий чугун следующего химического состава, мас,%:

Углерод2,5-2,9

Кремний0,8-1,2

Марганец0,3-0,6

.Алюминий0,02-0,025

ЖелезоОст.альное

В качестве примесей чугун содержит серу до 0,18%, фосфор до 0,18% и хром не более 0,08% l.

Однако этот чугун имеет недостаточные сопротивление задиру, износостойкость и термостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному  вл етс  ковкий чугун , содержащий, мас.%:

Углерод2,5-2,9

Кремний0,8-1,2

Марганец0,3-0,6

Алюминий0,020-0,025

Ванадий0,032-0,574

ЖелезоОстальное

В качестве технологических примесей ковкий чугун может содержать не более 0,18% серы, не более 0,18% фосфора и не более 0,08% хрома 2. Однако известный чугун имеет недостаточную сопротивл емость задиру а также не сохран ет уровень износостойкости и термостойкости при трении в среде, загр зненной абразивом при переменных температурах.

Цель изобретени  - повышение сопротивлени  задиру при сохранении уровн  износостойкости и термостойкости .

Указанна  цель достигаетс  тем, что ковкий чугун, содержащий углероду кремний, мдрганец, ванадий, алюминий и железо, дополнительно со держит азот и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод2,2-2,9

Кремний0,8-1,5

Марганец0,3-0,7

Ванадий0,03-0,5

Алюминий0,012-0,03

Азот0,02-0,18

Бор 0,002-0,02ЖелезоОстальное

Микролегирование чугуна азотом в количестве 0,02-0,18 мас.% упрочн ет перлит, повышает его стабильность- и в результате увеличиваетс  йо противл емость чугуна задиру и снижаетс  износ при сухом трении. При

содержании азота менее 0,02 мас.% прочность перлита недостаточна и не достигаетс  существенного повьшени  сопротивл емости чугуна задиру. Увеличение концентрации азота более

0,18 мас.% повьш1ает содержание карбо-, нитридов по границам зерен, укрупн етс  структура, что приводит к снижению сопротивл емости чугуна задиру , увеличению износа при сухом треНИИ и, снижению пластических свойств чугуна.

Бор при содержании 0,002-0,02

измельчает матрицу, повьштает твердость литого металла и стабильность

структуры при трении с высокими

удельными нагрузками, что способствует повьш1ению сопротивл емости чугуна задиру. При содержании его до 0,002 мас.% твердость матрицы

и сопротивл емость задиру недостаточны . При концентрации бора более 0,02 мас.% снижаетс  пластичность металла, увеличиваетс  количество боридов по границам зерен литого

металла, их коагул ци , выкрашивание чугуна при трении и в результате снижаетс  сопротивл емость задиру и растет износ при трении.

Предложенньпй ковкий чугун может

быть выплавлен дуплекс-процессом

вагранка - электрическа  печь. Выпуск расплава доэвтектического состава производ т из вагранки при т 1670-1410 К и перегревают в электропечи до 1750-1780 К.

Пример. Опытные плавки проведены дуплекс-процессом вагранка дугова  электропечь. В качестве ших-ты используют литейные и передельные

чугукы, возврат производства прессового цеха и литейного цеха ковкого чугуна.

Температура чугуна при выпуске из вагранки составл ет 1700 К. Микролегирование феррованадием и модифицирование ферробором производ т в ли тейшлх ковшах. Отливки и образцы дн  механических испытаний отливают в сырые формы. Графитизирукхций от«иг производитс  в конвейерных электропечах сопротивлени : перва  стади  - при 1200- 1250 К, а втора  стади  отжига - при 1000-1030 К. в табл. 1 приведены химические составы исследованных ковких чугунов в табл. 2 - механические свойства и термическа  стойкость при термоциклировании в интервале температур 300-1120-К. Интенсивность изнашивани  определ ют на образцах-пластинах 30x40 мм с шероховатостью поверхности не ниже 7-го класса по методике (ГОСТ 278973 ), соответствукйцей ГОСТу 23.208-79. Временное сопротивление при раст жении определ ют на стандартных 16-мш1лиметровых образцах. Таким образом, введение в состав известного чугуна бора и азота в за11 14.4 данных соотношени х обеспечивает получение в отливках комплекса новых свойств, сочетающих в себе высокие значени  сопротивлени  задиру, износостойкости и термической стойкости. Эксплуатационна  стойкость предложенного ковкого чугуна в услови х трени  и переменных температур в i,32 1,44 раза Bbmie, чем известного ков- . кого чугуна. Экономический зффект от внедрени  предложенного ковкого чугуна составл ет 1,4,5 - 76 руб. на тонну годного лить . т а б л и ц а 1

1157114б

Продолжение табл.1

Термостойкость, .

циклов1230

Интенсивность изнашивани , %100 Сопротивление згцшру , МПвМ/с 2450 2620

Износ при трении

в среде, загр зненной

абразивом, мг/гс 42 Средний износ при сухом трении мм/1000 м 0,027 0,022

Эксплуатационна 

стойкость, Z100

1470 1520 1760

1486

88 72

76

58

36

32,6

132 tU 138 135 2800 : 2940 2750 0,015 0,016 Термостойкость, 1321 1285 циклов Интенсивность изна88 ,6 89 шивани , % Сопротивление зади2580 2565 ру, М11аМ/с Износ при трении в среде, загр зненной абразивом,мг/ГС Средний износ при сухом трении 0,24 0,23 мм/1000 м

Эксплуатационна  стойкость,%

Продотгжение табл.2

108

103 508 1492 1380 1396 720 2690 2430 2475 30,7 29,5 39,5 . 40,2 0,18 0,17 0,27 . 0,26

Claims (2)

1. КОВКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения сопротивления задиру при сохранении уровня износостойкости и термо стойкости, он дополнительно содержит азот и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод Кремний Марганец Ванадий Алюминий

   Азот

   Бор Железо

   2,2-2,9

   0,8-1,5

   0,3-0,7

   0,03-0,5

   0,012-0,03 0,02-0,18

   0,002-0,01

   Остальное
2. 2,5-2,9

   0,8-1,2

   0,3-0,6

   0,020-0,025 0,032-0,574

   Остальное