SU1504281A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве отливок дл  двигателей внутреннего сгорани . Цель изобретени  - повышение жидкотекучести, снижение твердости при сохранении уровн  износостойкости и коэффициента термического расширени . Новый чугун содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: C 2,5-3,5

SI 3,0-5,0

MN 6,0-10,0

NI 8,0-10,0

CU 2,0-7,0

CR 0,8-1,7, AL 0,008-0,2

TI 0,05-0,3

РЗМ 0,008-0,02

P 0,1-0,3

FE - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна TI, РЗМ и P обеспечивает повышение жидкотекучести в 2,4 раза, а снижение твердости в 1,4-2 раза. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов чугунА дп  отливок двигателей внутреннего сгорани .

Цель изобретени  - повыгаение жидкотекучести , снижение твердости при сохранении уровн  износостойкости и коэффициента термического расширени .

Изобретение иллюстрируетс  приме- рами конкретного выполнени . Выбор граничных пределов содержани  компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

Наличие в составе сплава титана, РЗМ и фосфора приводит к существенному изменению физико-химических

свойств структурных составл ющих, более равномерному их распределению, повыпению структурной стабильности, снижение твердости, улучшение литейных свойств и об рабатьшаемости лезвийным инструментом.

Структура сплава состоит из пластинчатого завихренного графита равномерного и розеточного распределени , комплексно-легированного марганцем, никелем, медью, хромом аустенита, сложнолегированных хромом и марганцем Карбидов и фосфидной эвтектики.

Дополнительное легирование титаном приводит к измельчению, более равномерному распределение и уменьшению количества карбидов, что способсл

ю

00

31504

ствует повышению содержани  марганца в аустените и повышению его устойчивости при повьппенных температурах.

Добавки редкоземельных металлов окаэьшают вли ние на процесс кристаллизации графита, его более равномерное распределение , способствуют измельчению карбидной фазы, снижению чувствительности сплава к отбелу,

что приводит к обогащению аустенита марганцем и хромом.

Присадка небольших добавок (0,1- ) фосфора способствует измельче- нио эвтектических зерен сплава, сни- жению твердости, улучшению обрабатываемости и литейных свойств.

Дополнительное легирование сплава титаном, РЗМ и фосфором приводит в сравнении с прототипом к повышению структурной стабильности при повьш1ен- ных температурах, улучшению литейных свойств (снижению склонности к плено- образованию, устранению газовых раковин , повышению жидкотекучести), сни- жению твердости и улучшению обрабатываемости лизвкйным инструментом при сохранении износостойкости и высокого коэффициента теплового расширени .

Дл  исследовани  сплава проведена сери  плавок с содержанием ингредиентов на нижнем, среднем и верхнем уровн х.

Дл  сравнительных испытаний использован известный сплав со средним содержанием элементов.

Химический состав полученных плавок представлен в табл. 1.

Металл плавили в тигельной индукционной печи с кислой футеровкой ем- костью 40 кг. В качестве шихты использовали: литейный чугун Л1-Л4, стальной лом, возврат(литники), ферросплавы хрома (71%), марганца (90%) кремни  (75%), титана (30%), никель, алюминий, ФС-30 РЗМ ЗОБ.

Величины добавок рассчитьшали исход  из среднего усвоени  кремни , хрома, марганца 85-90%, титана 65 - 70%, РЗМ - 60-65%, алюмини  50-60%.

Износостойкость сплава определ ли в соответствии с ГОСТ 1737-71.

Повышение содержани  кремни  с 0,5-1,2% в прототипе до 3,0-5,0% в предлагаемом сплаве приводит к умень шению количества карбидов в структур с 30-40 до 15-25%, а в сочетании с титаном, РЗМ и фосфором до 4-10%. При этом заметно снижаетс  твердость

сплава с 276 до 175 НВ и существенно улучшаетс  обрабатываемость отливок лезвийным инструментом.

При содержании кремни  в сплаве вьш1е 5% понижаетс  устойчивость аустенита , в структуре по вл етс  20 - 50% феррита, количество которого после отжига при 850 С возрастает до 50%.

Но сравнению с прототипом в предлагаемом сплаве повьш1ен верхний предел содержани  марганца и повьш1ен нижний предел содержани  никел .

Как показали 1спытани , при содержании марганца 6-10% (против 6 - 12% в прототипе) и никел  8-10% (против 6-8% в прототипе) аустеиит более стабилен при повьппенной температуре (600-900 С). При содержании в сплаве 6,0% никел  после о-пкига при происходит частичный распад аустенита и образование перлита (до 20%).

Пределы содертани  ингредиентов установлены исход  из благопри тного сочетани  структурной стабильности, износостойкости, коэффициента теплового расширени  (близкого коэффициенту теплового расширени  алюминиевого сплава поршн ) и удовлетворительных технологических свойств.

Повьш1ение концентрации алюмини  вьш1е 0,2%, титана вьш1е 0,3% приводит к по влению в отливках подкорковых газовых раковин; а при содержании алюмини  вьш1е 0,2% на поверхности расплава образуетс  плотна  плена, заметно ухудшающа  литейные свойства сплава.

Свойства чугуна известных и предлагаемого составов приведены в таГбл. 2.

Как следует из данных тйбл. 2, дополнительный ввод в состав чугуна Ti, РЗМ и Р обеспечивает повыпение по сравнению с известным жидкотекучести в 2,4 раза, снижение твердости в 1,4- 2 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Чугун, содержащий углерод, кремний марганец, никель, медь, хром, алюминий и железо, отличающий- с   тем, что, Q целью повышени  жидкотекучести, снижени  твердости при сохранении уровн  износостойкости и коэффициента термического расширени , он дополнительно содержит

   Чугун

   Содсрмапне элекеитов, Hac.Z

   I SI J МП J ШСиСг I РТ1А1 РЗН

   Структур

   Таблице 2