SU1475964A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве гидропанелей. Цель изобретени  - повышение предела прочности при раст жении и твердости, а также снижение коэффициента трени . Новый чугун содержит, мас.%: C 3,1-3,6

SI 2,1-3,1

MN 0,3-1,1

CR 0,12-0,5

AL 0,02-0,06

MG 0,03-0,07

NI 0,02-0,05

CE 0,055-0,12

CA 0,03-0,07

TI 0,02-0,11

CU 0,05-0,3

BA 0,03-0,1 и FE - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна BA и CU обеспечил повышение σ_в в 1,56-1,63 раза, НВ в 1,55-1,62 раза, а также снизил коэффициент трени  в 2,9-4,8 раза. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке состава чугуна дл  деталей гидроаппаратуры .

Цель изобретени  - повышение предела прочности при раст жении и твердости , а также снижение коэффициента трени .

Выбор граниченных пределов содержани  компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим .

Медь при содержании 0,05-0,3 мае.% стабилизирует перлит, увеличивает его сфероидизацию, повышает твердость и износостойкость, их стабильность в процессе эксплуатации и эксплуатационную стойкость литых деталей . При увеличении концентрации меди более 0,3 мас.% начинает про вл тьс  ее ликваци , снижаетс  фактор формы графита, а при концентрации

до 0,05 мас.% снижаетс  твердость и износостойкость отливок в отливках преобладает пластинчатый перлит с дисперсностью Пд 1,0-Пд1,4.

Введение титана в количество 0,02-0,11 мас.% измельчает структуру перлита, повышает твердость, износостойкость , гидроплотность и эксплуатационную долговечность. При концентрации титана до 0,02 мас.% износостойкость , гидроплотность, эксплуатационна  долговечность недостаточны , а при концентрации титана более 0,11 мас.% увеличиваетс  коэффициент трени , снижаетс  фактор формы графита и эксплуатационна  долговечность.

Дополнительное введение бари  в количестве 0,03-0,1 мас.% измельчает структуру чугуна в отливках, повышает гидроплотность отливок, фактор формы графита и обеспечивает повышение износостойкости и эксплуатацион4 J

сд

со

05 4Ь

314

ной долговечности. При концентрации его до 0,03 мас.% дисперсность и стабильность структуры и твердости недостаточны, а при концентрации бари  более 0,1 мас.% снижаетс  гидроплотность и эксплуатационна  долговечность .

Введение кальци  способствует очистке границ зерен и сферондизации графита. При концентрации кальци  до 0,03 мас.% снижаетс  дисперсность графита, механические и эксплуатационные свойства. При концентрации кальци  более 0,07 мас.% снижаетс  стабильность структуры и свойств, уменьшаютс  характеристики гидроплотности и долговечности.

Никель в количестве 0,02-0,05 мас.%

как эффективна  добавка упрочн ет ме- таллическую основу и не снижает в зкость чугуна, снижает порог хладноломкости и .снижает склонность чугуна к образованию трещин, повышает гидроплотность и эксплуатационную долговечность. При концентрации никел  менее 0,02 мас.% его вли ние незначительно . Повышение его концентрации более 0,05 мас.% снижает фактор формы графита и эксплуатационную долговечность.

Содержание углерода и кремни  в предлагаемом чугуне выбрано с учетом практики производства гидроплот- ных отливок с повышенными значением износостойкости, твердости. При увеличении их концентрации выше верхних пределов стабильность структуры и ударной в зкости и характеристики упругопластических свойств снижаютс , а при уменьшении концентрации менее нижних пределов снижаетс  жид- котркучесть, выдел етс  эвтектический цементит, повышаетс  отбел, что приводит к снижению трещиностойкости и пластических свойств.

Алюминий в количестве 0,02- 0,06 мас.% оказывает раскисл ющее и стабилизирующее вли ние, способству  уменьшению содержани  неметал- лических включений и повышению гидроплотности , твердости и износостойкости . При концентрации алюмини  до 0,02 масо% раскисл ющее и стабилизирующее его вли ние недостаточное а при концентрации алюмини  более 0,06 мас.% снижаетс  твердость отливок и относительна  износостойкость.

0

5

5

0

5

0

5

0 5

Содержание основных модифицирующих компонентов (магни  0,02- 0,07 мас.% и цери  0,055-0,12 мас.%) обеспечивает дегазацию расплавов и сфероидизацию графита и перлита и повышение прочностных и упругопластических свойств. Сера увеличивает отбел, снижает ударно-усталостную долговечность, поэтому она исключена из состава чугуна.

Содержание марганца повышено до 0,3-1,1 мас,%, хрома до 0,12- 0,5 мас.% и ограничено пределами концентраций , ниже которых не достигаетс  высокой сфероидизацией пер- - лита и существенного повышени  износостойкости , а выше верхнего предела увеличиваетс  содержание цементита и отбел, снижаетс  стабильность структуры и пластические свойства.

Опытные плавки высокопрочных чу- гунов проведены в индукционных печах емкостью 10 т. Перегрев расплава при плавке 1480-1510°С. В качестве шихтовых материалов используют литейные и передельные чугуны, отходы электротехнической стали, стальную стружку, возврат собственного производства , карбюризатор (кокс пековый), ферротитан, никель, феррохром, фер- ,: ромарганец, ферросилиций, силикоба- рий, силикокальций, медь, лигатуры типа ЖКМК, ФСЗОРЗМ, ЖКМКБа. Содержание магни  в лигатурах 6-9%, бари  4,8-9,3%, цери  3,5-6%. Лигатуру дробили до фракции 4-20 мм.

Модифицирование чугуна РЗМ-содер- жащими лигатурами производ т в плавильной печи. Рафинирование расплава плавиковым шпатом и модифицирование чугуна сфероидизирующими лигатурами , силикобарием, медью и ферросилицием провод т в литейных ковшах.

Из модифицированных чугунов отливают детали гидропанелей, технологические пробы и образцы дл  испытаний .

В табл. 1 приведены химические составы высокопрочных чугунов опытных плавок.

Определение содержани  компонентов в чугунах проведены методами дифференцированного химического анализао

В табл. 2 приведены данные о механических свойствах и характеристик

ки структуры чугунов опытных плавок в отливках.

Механические испытани  проводились стандартными методами, а анализ структуры чугунов по известной методике .

Дополнительный ввод меди и бари  в состав чугуна, а так же изменение в нем содержани  Мл, Се, Ti и Сг обеспечивает повышение Ј& в 1,56- 1,63 раза Нв в 1,55-1,62 раза, а также снизить коэффициент трени  в 2,9-4,8 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, хром, алюминий, магний , никель, церий, кальций, титан, |и железо, отличающийс 

   5

   тем, что, с целью повышени  предела прочности при раст жении и твердости , и также снижени  коэффициента трени , он дополнительно содержит медь и барий при следующем соотношении компонентов, мае:Я: Углерод 3,1-3,6 Кремний 2,1-3,1 Марганец 0,3-1,1 Хром0,12-0,5

   Алюминий 0,02-0,06 Магний . 0,03-0,07 Никель 0,02-0,05 Церий 0,055-0,12 Кальций 0,03-0,07 Титан 0,02-0,11 Медь0,05-0,3

   Барий0,03-0,1

   Железо Остальное Т а б л и ц а 1

   Таблица 2