SU1235971A1 - Серый чугун - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к изысканию составов износостойких серых чугунов, предназначенных дл  изготовлени  литых деталей, работающих в услови х ударно-абразивного изнашивани  при отрицательных температурах и получаемых непрерывными методами лить .

Цель изобретени  - повышение ударно-абразивной износостойкости чугуна при низких температурах.

Пример. Опытные плавки провод т в открытых индукционных печах методом переплава с перегревом расплавов до 1773-1803 К. Присадку азоти рованного ферромарганца и других азотированных лигатур провод т непосредственно в печь, а свинца, си- ликокальци , редкоземельных металлов и других модификаторов - в подогре- тый литейный ковш перед выпуском в него чугуна при 1763-1793 К. Изготовление заготовок производ т непрерывными горизонтальными методами лить 

Химический состав известного- и предлагаемого чугунов приведе в табл.1.

Дополнительное введение в состав предлагаемого чугуна кальци  в количестве 0,03-0,08 мас.% измельчает структуру металлической основы, уменьшает содержание газов, очищает границы зерен, улучшает форму графита и неметаллических включений, увеличивает прочность и износостойкость при низких температурах. Введение в чугун менее 0,03 мас,% кальци  на структуру и свойства существенного вли ни  не оказывает, а содержание кальци  более 0,08 мас.% нецелесообразно , так как в этом случае дает себ  знать графитизирующа  его способность и снижение сопротивл емости ударным нагрузкам.

В чугун ввод т свинец в количестве 0,02-0,07 мас.%,  вл ющийс  в сером чугуне стабилизирующей, упрочн ющей и отбеливающей добавкой, способствующей измельчению графита и неметаллических включений и обеспечи- вающей блокирование этих включений и дефектов упаковки, что повьш1ает ударную в зкость и износостойкость при ударе в услови х низких температур . При содержании свинца до 0,02 мас.% он не обеспечивает необходимой структуры и свойства чугуна в отливках при низких температурах.

а при содержании более 0,07 мас.% усиливаетс  и снижаютс  пластические свойства.

Концентраци  основных компонентов, мас.%: углерод 2,4-3,6; кремний 1,2- 2,2; марганец 0,3-0,7, установлена, исход  из практики производства износостойких чугунов с мелкозернистой структурой и необходимости исключени  из нее содержани  феррита.

Медь в количестве 0,3-0,7 мас.% ввод т как графитизирутощую и легирующую добавку, измельчающую структуру, повышающую пластические свойства и износостойкость чугуна при низких температурах. При более высоких концентраци х (более 0,7 мас.%) снижаетс  твердость, а при содержании до 0,3 мас.% снижаетс  ударна  в зкость чугуна,,

Цирконий в количестве 0,03 - 0,17 мас.% и сурьма в количестве 0,02-0,,07 мас.% ввод т как стабилизирующие структуру микролегирующие добавки , способствующие упрочнению перлита и повышению износостойкости. Вли ние их на структуру и свойства начинает сказыватьс  соответственно -с концентраций 0,03 и 0,02 мас.%, а при увеличении их содержани  более 0,07 мас.% снижаютс  ударна  в зкость и пластические свойства чугуна.

Модифицирующие компоненты (редкоземельные металлы, азот и иттрий) в расплавленном металле создают необходимое количество центров кристаллизации , что способствует измельчению структуры отливок, повышению износостойкости и пластичности при низких температурах. Их концентраци  в чугуне прин та от содержани , при котором начинает сказыватьс  их модифицирующее действие на структуру и свойства чугуна. При увеличении концентрации редкоземельных металлов и иттри  более 0,07 мас.% значительно увеличиваетс  отбел, снижаютс  пластические свойства и износостойкость при ударе в услови х низких температур, а при увеличении содержани  азота более 0,1 мас.% увеличиваетс  количество неметаллических включений и снижаютс  механические свойства .

Сравнительные испытани  износостойкости провод т на испытательной установке при ударе, образуемом через абразивную ленту, изготовленную

312359714

из тканевой шлифовальной шкурки типа Как видно из табл.2, предлагаемьй

2 с абразивным материалом из нормаль-чугун обладает более высокой стойного электрокорунда марки 15А зернис-костью в услови х изнашивани  при от

тостью 16-П. В качетсве охлаждающейрицательных температурах в сравнении

среды используют жидкий азот. 5с известньм чугуном.

На трубных заготовках, полученных Предлагаемый чугун целесообразно

на линии непрерывного горизонтальногоиспользовать в литейном производстве

лить , определ ют гидроабразивныйдл  изготовлени  различных профилей,

износ при воздействии потоков, за-из которых методом механической обгр зненных абразивом. Результаты ис- toработки выполн ют детали дл  различпытаний приведены в табл.2.ных гидравлических машин и аппаратов.

Таблица

Железо Остальное Остальное-Остальное Остальное Остальное Остальное

Предел прочности при раст жении , МПа 310 350

Ударна  в зкость при 223к, ВДж/м

0,02.4 0,036

2,12 2,51

0,67

Т.а блица 2

376

388

312

342

0,048 0,054 0,020 0,033

3,24 3,40 2,15

2,38

0,35 0,23 1,07

0,88

Claims (1)

1. (.57) СЕРЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, медь, редкоземельные металлы, иттрий, сурьму, азот, титан и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения ударно—абразивной

   износостойкости при низких темпера- турах, он дополнительно содержит кальций и свинец при следующем соот ношении компонентов, мае.%: Углерод 2,4-3,5 Кремний 1,2-2,2 Марганец 0,3-0,7 Цирконий 0,03-0,17 Медь 0,3-0,7 Редкоземельные металлы 0,03-0,07 Иттрий 0,03-0,07 Сурьма 0,02-0,07 Азот 0,02-0,10 с Титан 0,02-0,05 <2 Кальций 0,03-0,08 Свинец 0,02-0,07 V/ Железо Остальное С

   ю