SU1539228A1 - Лигатура - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии. С целью повышени  эксплуатационных свойств чугуна путем повышени  механических свойств, относительной износостойкости коэффициента трени , лигатура, содержаща  медь, фосфор, алюминий, железо, дополнительно содержит молибден, нитриды ванади , магний и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 8 - 15, фосфор 22 - 32, алюминий 2 - 7, молибден 10 - 15, нитриды ванади  21 - 28, магний 7 - 10, иттрий 2 - 6 и железо остальное. Эксплуатационна  стойкость чугуна при присадке 1,0 - 1,1% лигатуры повышаетс  в 1,38 - 1,80 раз, а твердость - на 50 - 62 НВ. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке легирующих присадок дл  износостойких серых чугунов.

Цель изобретени  - повышение эксплуатационных свойств чугуна.

Выплавку чугунов производ т в дуговых печах емкостью 1,5 т. Перегрев расплава - 1470-148и°С. Технологический процесс плавки включает операции загрузки чушковых чугунов, стального и чугунного лома, расплавлени  шихты при использовании полной мощности печного трансформатора, добавку небольг шими порци ми сухого кварцевого песка в несколько приемов дл  наведени  шлака, чтобы к концу расплавлени , иметь нормальный шлаковый покров, в количестве от массы расплава, и другие операции, предусмотренные РТП MT2U-2-/6. Температура чугуна при выпуске из печи 1420-1 Ьи°С. Химический состав чугуна перед микролегированием

следующий, мас.%: углерод 3,2; кремний 1,8; марганец 0,7; фосфор 0,06; никель 0,1-0,2; сера до 0,1; хром 0,17-0,18; железо - остальное. Заливку литейных форм производ т при 1360- 1380дС.

Лигатуру выплавл ют в индукционных печах с кварцитовым тиглем емкостью 150 кг. Плавку провод т мето- дом переплава меди Ml (ГОСТ ), ферромолибдена ФМо (ГОСТ 756-79), последующего раскислени  фосфором ФФ (ЧМТУ 5-29-79). После выдержки расплава в течение мин ввод т расчетное количество феррофосфора, алюминий АВ91 (ГОСТ 295-79) и металлический иттрий Итт2 (ТУ 48-4-191-72). После рафинировани  криолитом (0,3% от массы расплава) присаживают нитриды ванади  Вд2Н и магниевую лигатуру, содержащую , %: магний 12; медь 11,5; молибден 1,7 и железо остальное, при температуре 1150/11бО С и через мин

(Л

с

ел со со

ЬЭ to

00

разливают дл  получени  плиток толщиной 16-20 мм.

Лигатуры ввод т в ковш при выпуске чугуна из электропечи в струю расплава при заполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве 1% от массы заливаемого чугуна.

Составы лигатур опытных плавок приведены в табл. 1.

Испытание механических свойств микролегированных чугунов провод т на стандартных цилиндрических образцах $ 30 мм, а оценку коэффициента трени  и фрикционно-изностных свойств - на кольцевых образцах на машине трени  УМТ-1М в услови х установившегос  режима трени  в соответствии с методикой по ГОСТ 23.210-80.

В табл. 2 приведены данные о меха- нических и эксплуатационных свойствах микролегированных чугунов. Предел прочности при раст жении чугуна без дополнительной обработки составл л 235 МПа, твердость - 215-220 НВ, экс- плуатационна  стойкость - 710 ч и стойкость к пробуксовке - 1880 - 2050 МПа-м/с. Стойкость к пробуксовке определ ют на кольцевых литых образцах на испытательных стендах ИСФ-1 при сухом трении,

Эксплуатационна  стойкость чугунов определена при испытании образцов в услови х сухого трени  на инерционных испытательных стендах по схеме неподвижна  колодка из асбоцементного материала - вращающийс  ципиндр из исследуемого чугуна. Скорость вращени  образцов 1,26-1,57 м/с, удельна  нагрузка за цикл измен лась от 687 до 6230 кПа. Удельна  нагрузка и силы трени  регистрировались при помощи тензометрического динамометра через усилитель УТ-k и осциллограф

Н-117.

В качестве материала дл  неподвижных колодок использовали материал бКХ-115 с железным суриком в качестве основного наполнител . Диаметр цилиндрических образцов из чугуна состав-  л 60 мм.

Дополнительное введение в состав лигатуры молибдена св зано с его высокой микролегирующей и упрочн ющей способностью, повышение предела выносливости , твердости и износостойкое- YH, что обеспечивает увеличение эксплуатационной стойкости. При концентQ

5

Q 5 Q

Q 5

, -Q

55

5

рации молибдена в лигатуре до 10 мае./, твердость, износостойкость и эксплуатационна  стойкость недостаточны, а при увеличении концентрации молибдена более 1Ь мас;% снижаютс  коэффициент трени , пластические свойства, стойкость к пробуксовке и эксплуатационные свойства.

Нитриды ванади  повышают стабильность структуры, предел выносливости и коэффициент трени , стойкость к пробуксовке и эксплуатационную стойкость . При концентрации нитридов ванади  до i масД стойкость к пробуксовке и эксплуатационна  стойкость недостаточны , а при концентрации более 28 мае.; нитриды ванади  выдел ютс  по границам зерен, что снижает предел выносливости, пластические свойства чугуна и эксплуатационную стойкость .

Магний улучшает форму графита, механические и эксплуатационные свойства чугуна. Его модифицирующий эффект начинает сказыватьс  с концентрации в лигатуре 6 мас.%, но при увеличении содержани  магни  в лигатуре более 10 мас,% увеличиваетс  отбел, снижаютс  коэффициент трени , стойкость к пробуксовке и эксплуатационные свойства . Иттрий усиливает модифицирующий эффект магни , но повышает коэффициент трени  и эксплуатацирнные свойст ва. При концентрации иттри  до 2 мас.% фрикционные свойства недостаточны, а при увеличении концентрации иттри  более 6 мас.% снижаетс  предел выносливости и эксплуатационные свойства.

i

Медь раскисл ет и модифицирует

структуру чугуна, повышает предел выносливости и эксплуатационные свойства , которые при содержании меди до 8 мас.% недостаточны. При увеличении концентрации меди более 15 мас.% снижаетс  коэффициент трени  и фрикционные свойства„ i

Фосфор улучшает технологические свойства, оказывает перлитизирующее вли ние на структуру чугуна, повыша  твердость, коэффициент трени  и эксплуатационную стойкость. При концентрации фосфора до 22 мас.% коэффициент трени  и фрикционные свойства недостаточны , а верхний предел концентрации фосфора (32 мас.%) обоснован

снижением стойкости к пробуксовке и эксплуатационной стойкости из-за высокого отбела при более высоких концентраци х фосфора в лигатуре.

Алюминий снижает коэффициент трег ни  и фрикционные свойства при содержании в лигатуре более 7 мас.%, поэтому его содержание снижено и ограничено этой концентрацией. Графит снижает твердость, изйосостойкость и эксплуатационную стойкость, поэтому он исключен из состава предложенной лигатуры.15

Как видно из табл. 2, предложенна  лигатура обеспечивает в сравнении с базовой лигатурой более высокую сопротивл емость задиру и фрикционные свойства чугуна в отливках. 20

Ю

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Лигатура, содержаща  медь, фосфор , алюминий, железо, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  эксплуатационных свойств чугуна путем повышени  механических свойств, относительной износостойкости и коэффициента трени , она дополнительно со- держит молибден, нитриды ванади , маг- и иттрий при следующем соотношении

   НИИ

   компонентов, мас.%:Медь

   Фосфор

   Алюминий

   Молибден

   Нитриды ванади 

   Магний

   Иттрий

   Железо

   8-15 22-32

   2-7 10-15 21-28

   7-10

   2-6 Остальное

   Таблица 1

   Таблица 2