SU1491903A1 - Лигатура - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии ,в частности, к составам лигатур дл  микролегировани  чугуна при производстве износостойких литых заготовок. Цель изобретени  - повышение прочности, контактной выносливости и износостойкости чугуна. Лигатура содержит медь, алюминий, фосфор, олово, карбонитриды ниоби  и циркони  и железо при следующем содержании компонентов, мас.%: медь 12-25

алюминий 5-10

фосфор 18-25

карбонитриды ниоби  10-19

карбонитриды циркони  7-25

олово 2-13

железо 12-17. Дополнительный ввод в состав лигатуры олова и карбонитридов ниоби  и циркони  способствует повышению в 1,3-1,5 раза механических свойств и контактной выносливости чугуна и в 5-6 раз его износостойкости за счет повышени  микротвердости его матрицы, однородности и стабильности структурных составл ющих. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к лигатурам дл  получени  микролегировднных чугунов дл  литых износостойких заготовок.

Цель изобретени  - повьпчение прочности , контактной выносливости и износостойкости чугуна.

Лигатура, содержаща  медь, алюминий , фосфор и железо, дополнительно содержит олово, клрбонитриды ниоби  и циркони  при след то1 1ем соотношении компонентов, мас.%:

Медь Алюминий Фосфор Карбонитриды ниоби 

12-25

5-10

18-25

10-19

Карбонитриды циркони  7-25 Олово2-13

Железо12-17

Введение олова в состав лигатуры повышает микротвердость матрицы чугуна , что способствует улучшению износостойкости и прочностных свойств чугуна. При увеличении содержани  олова более 13 мас.% снижаетс  жид- котекучесть и однородность чугуна, что ухудшает износостойкость, а при концентрации олова в лигатуре до 2 мас.% микротвердость матрицы чугуна в отливках недостаточна.

Карбонитриды ниоби  измельчают структуру, повышают фрикаионнчто теп-СЬ

СО

;о

:о

ji(4:i оик-ость, ткердос.ть и mкpoтвep- дость чугуна, что снижает и нос при Греции. . KOHUeHTpaipiH карбонит- ридов ниоби  до 10 мас.% повышение микротвердости матрицы недостаточ-, но, а при увеличении концентрации карбонитридов ниоби  более 19 мас.% повышаетс  содержание нестабильных фаз в структуре, с нижаютс  механические свойства и износостойкость чугуна. Максимальной концентрации карбонитридов ниоби  в лигатуре долно соответствовать минимальное содержание в ней карбонитридов циркони .

Дополнительный ввод в состав лигатуры карбонитридов циркони  обусловлен их высокой модифицирующей способностью, повьшшнием плотности, однородности структуры и механических свойств чугуна.

Нижний предел их содержани  в лигатуре (7 мас.%) обусловлен их вли нием на повьш ение износостойкости и механических свойств чугуна. При концентрации карбонитридов циркони  более 2-5 мас.% отмечаютс  выделени  неметаллических включений по границам зерен, снижаетс  однородность структуры, стабильность механических свойств и износостойкости чугуна. Углерод снижает микротведость матрицы и износостойкость чугна , поэтому он исключен из состава

лигатуры. I

Алюминий способствует раскислению, модифицированию структуры и повышению механических свойств чугуна.

91903

НИИ, снижаютс  механические свойства и износостойкость чугуна.

Содержание меди в лигатуре ограничено концентрацией 25 мае.7,, выше которой усиливаетс  его графитизи- рующее вли ние, снижаютс  однородность структуры, микротвердость матрицы и механические свойства чугу- Q на. При концентрации меди до 12 мас.% увеличиваетс  первичное зерно матрицы , снижаютс  плотность, контактна  выносливость и износостойкость чугуна.

15 Дл  выплавки лигатур используют материалы следующих марок: медь М1, алюминий АЧ-0, олово 01, доменный феррофосфат ФФ, карбонитриды ниоби  НОБН-1Н и брикеты карбонитридов

20 циркони  ФЦрБН.

Опытные плавки лигатур проведены в открытых индукционных печах с тигл ми емкостью 150 кг и перегревом расплава до 1080-1160°С. Карбонитри25 ды ниоби  и циркони  в виде порошков ввод т после расплавлени  других компонентов и рафинировани  рас пла- ва. Разливку лигатур производ т в плоские металлические изложницы.

30 Лигатуру испытывают при микролегировании ваграночного чугуна следующего химического состава, мас.%: углерод 3,6, к земний 1,8, марганец 0.7, фосфор до 0,08, сера до 0,12,

35 никель до 0.2, железо - остальное.

.Пигатуру ввод т в ковш при выпуске чугуна из вагранки под струю при наполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в ко.иичестве 0,63% от массы

При концентрации его в лигатуре более 40 заливаемого расплава. 10 мас.% усиливаетс  его графити- зирующее вли ние, снижаетс  микротвердость матрицы, ухудшаетс  форма графита в структуре и механические свойства чугуна. При концентрации в дЗ лигатуре алюмини  до 5 мас.% его раскисл ющее и модифицирующее вли ние недостаточно, а механические свойства чугуна низкие.

Фосфор в лигатуре способствует JQ повышению перлитизации матрицы и механических свойств чугуна. При концентрации фосфора в лигатуре до

18 мас.% снижаютс  содержание перлита в структуре, микротвердость мат- 55 рицы и механические свойства чугуна . При концентрации фосфора в лига- туре более 25 мас.% увеличиваетс 

количество неметаллических включеВ табл. 1 приведены тур, используемых дл  ваний износостойкого ч плавок.

В табл. 2 приведены вли нии лигатур извест лагаемого составов на и фрикционные свойства

Испытани  на контак вость провод т в соотв ГОСТ 2860-65 на машине испытаний при определе контактной выносливост лов. Цилиндрические об с выступом в центре ши диаметром 15+0,01 м танием последовательно токарной обработг.е с о ишифованию без ожогов

заливаемого расплава.

В табл. 1 приведены составы лигатур , используемых дл  микролегиро- ваний износостойкого чугуна опытных плавок.

В табл. 2 приведены л нные о вли нии лигатур известного и предлагаемого составов на механические и фрикционные свойства чугуна.

Испытани  на контактную выносливость провод т в соответствии с ГОСТ 2860-65 на машине МИД-1. База испытаний при определении предела контактной выносливости 5,0-10 циклов . Цилиндрические образцы ф 10 мм с выступом в центре шириной 8 мм и диаметром 15+0,01 мм перед испытанием последовательно подвергают токарной обработг.е с охлаждением, ишифованию без ожогов и метролог-п51

ческому контролю. Точность изготовлени  образцов - не ниже 6 квалите- та.

Оценку коэффициента трений и фрик- ;ционно-изноСных СВОЙСТВ ПРОВОДЯТ на установке УМТ-1М в соответствии с известной методикой на кольцевых ббразцах высотой 15+0,2 мм, а износ при торцовом трении определ ют на машине МТЛ-2 на цилиндрических образцах 011,3 мм при удельной нагрузке 1 МПа.

Как видно из табл. 2, предлагаема  лигатура обеспечивает более высокие характеристики микротвердости, прочности,контактной выносливости и износостойкости чугуна в отливках.

919036

Claims (1)

1. Формула изобретени  Лигатура, содержаща  медь, алюми НИИ, фосфор и железо, о т л и ч а .. ю щ а   с   тем, что, с целью повы- ь

   шени  прочности, контактной выносливости и износостойкости чугуна, она дополнительно содержит олово, карбонитриды ниоби  и циркони  при 10 следующем соотношении компонентов, мае. %:

   Медь12-25

   Алюминий 5-10 Фосфор18-25

   15 Карбонитриды ниоби 

   20

   Карбонитриды циркони  Олово Жел е 3 о

   10-19

   7-25

   2-13

   12-17

   Таблица 1

   Таблица 2