SU1164303A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, иттрий, один элемент из группы, содержа1цей кальций и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости при трении в коррозионной среде и сопротивл емости усталостному разрушению чугуна, указанна  группа дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2,2-3,3 Углерод 2,2-3,2 Кремний 0,5-1,2 Марганец 0,3-0,8 Титан 0,1-0,7 Алюминий О.,03-0,12 Иттрий Один элемент из группы,содержащей кальций и 0,02-0,10 барий (О Остальное Железо

Description

С35 |2i &0 Изобретение относитс  к металлур гии, в частности к разработке составов чугуна дл  отливок, работа ющих в услови х трени  в коррозионной среде. Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости при трении в коррозионной среде и сопротивл емос ти усталостному разрушению чугуна. Состав и свойства чугуна известного и предложенного составов представлены в табл. 1 и 2. При увеличении концентрации уг . лерода в чугуне более 3,3 мае.% укрупн етс  графит, резко снижаютс  механические характеристики, сопротивл емость усталостному разрушению а при содержании углерода менее 2,2 мас.% усиливаетс  отбел, растет количество ауствнита в структуре и J, резко уменьшаетс  динамическа  проч ность сплава отливок. При увеличении концентрации кремни  более 3,2 мас.% значительно усиливаетс  графитизирующее вли ние на структуру , увеличиваетс  количество феррита , что приводит к уменьшению износостойкости в коррозионных средах. При содержании кремни  до 2,2 мас.% снижаетс  динамическа  прочность, растет содержание цементита в струк туре и сопротивл емость усталостному разрушению,существенно снижаютс  литейные свойства, особенно жидкоте кучесть чугуна. При содержании марганца менее 0,5 мас.% износостойкость при трени в коррозионных средах недостаточна , а при концентрации марганца более 1,2 нас.7, увеличиваетс  устой чивость аустенита и снижаютс  динамическа  прочность и сопротивл емос усталостному разрушению. Агаоминий в количестве. 0,1-0,7 мас повышает прочностные свойства, очищает границы литого зерна от принесей , сопротивл емость чугуна износу при трении в коррозионной среде и фреттинг-коррозии возрастает. При к центрации менее 0,1 мае.% алюминий слабо вли ет на износостойкость, а при содержании алюмини  более 0,7 ма возрастает газонасыщенность, брак лить  по пленам, шлаковым раковинам , что снижает сопротивл емость усталостному разрушению. Дополнительное введение в чугун титана в количестве 0,3-0,8 мас,% микролегирует твердый раствор и повы шает износостойкость чугуна в, коррозионных средах и сопротивл емость усталостному разрушению. При малых количествах (до 0,3 мао.% титан  вл етс  графитизирующим модификатором , в результате чего износостойкость при трении в коррозионной среде недостаточна. При концентрации титана более 0,8 мас.% растет количество карбидов и неметаллических включений по границам зерен и снижаетс  сопротивл емость устапостно у разрушению. Иттрий используют как зффективную микролегирующую добавку,-котора  в большей степени, чем другие РЗМ, измельчает структуру, повышает твердость , прочность, износостойкость и сопротивл емость усталостному разрушению отливок. При содержании иттри  более 0,12 мас.% снижаетс  динамическа  прочность, увеличиваетс  отбел отливок и снижаетс  сопротивл емость усталостному разрушению , а при концентрации до 0,03 мас.% его вли ние на свойства чугуна незначительно. Модифицирование чугуна 0,020 ,1 мас.% кальци  или бари  очищает границы литого зерна, уменьшает количество неметаллических включений, газов- и серы, повышает износостойкость и сопротивл емость чугуна усталостному разрушению. При концентрации до 0,03 мас.% модифицирующее вли ние кальци  про вл етс  недостаточно, а при содержании более 0,12 мас.% увеличиваетс  содержание феррита, что влечет за собой потерю механических характеристик. Введение бари  обосновываетс  необходимостью улучшени  компактности углеро- да и неметаллических включений в литом металле. В этом случае он про вл ет как кальций зффективное модифицирующее вли ние и способствует .повьш1ению сопротивл емости усталостному разрушению и износостойкости в коррозионных средах, замена барием кальци   вл етс  адекватной. П р и м е р. В открытых индукционных печах проведены опытные плавки серых чугунов с перегревом до 1500-1550 С. В качестве шихтовых материалов использовали литейные чугуны , металлолом, отходы прессового цеха, ферротитан, ферроалюминий, ме3I

таплический иттрий, ферробарий, сили кокальций и карбюризаторы. Дл  рафинировани  чугуна примен ют калыщнированную соду (ГОСТ 5100-73) и известь (ГОСТ 8677-66).

Заливку сухих песчаных или металлических форм производили 250 кг ковшами при 1350-1380 С после присадки модифицирующих ферросплавов и добавок . Коэффициенты усвоени  модйфицируюпщх элементов из ферросплавов при присадке в ковш составл ют

034

мас.%: алюминий 72-83 металлический иттрий 81-92; барий 51-57 и кальций 56-65.

Сопоставленный анализ механических своГ.ств показывает, что предложенный серый чугун обладает более высокими показател ми износостойкости при трении в коррозионной . сред, сопротивл емости усталостному разрушению н динамической прочности , чем известный чугун (прототип).

Claims (2)

1. ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, алюминий, иттрий, один элемент из группы, содержащей кальций_}и железо, отли чающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при трении в коррозионной среде и сопротив ляемости усталостному разрушению чугуна, указанная группа дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод

   Кремний

   Марганец

   Титан *

   Алюминий

   Иттрий

   Один элемент из

   2.2- 3,3
2. 2.2- 3,2

   0,5-1 ,2

   0,3-0,8

   0,1-0,7 0,03-0,12 группы,содержащей кальций и барий 0,02-0,10

   Железо . Остальное >

   .1164303