SU1585372A1 - Высокопрочный чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из высокопрочного чугуна. Цель изобретени  - повышение предела прочности при раст жении, а также ударной в зкости и износостойкости при сухом трении в интервале температур 20-600°С. Чугун содержит, мас.% : C 2,7-3,7

SI 2,5-3,5

MN 0,1-0,4

MG 0,02-0,08

CE 0,005-0,009

B 0,02-0,06

оксисульфиды титана 0,05-0,55

нитриды алюмини  0,05-0,15

FE остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна бора, нитридов алюмини , а также содержание в нем TI, S и O 2 в виде оксисульфидов титана позвол ют повысить предел прочности при раст жении в 1,11-1,21 раза, ударную в зкость в 1,21-1,31 раза и износостойкость в 1,49-2,25 раза. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к мет аллур- гии, в частности к разработке составов высокопрочного чугуна.

Цель изобретени  - повышение предела прочности при раст жении, а также ударной в зкости и износостойкости при сухом трении в интервале температур 20-600°С.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.

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

Дополнительное введение нитридов алюмини  в количестве 0,05-0,15 мас.% микролегирует и измельчает металлическую основу, стабилизирует структуру и механические свойства, повышает стабильность износа и упруго-пластических свойств. При содержании нитридов алюмини  до 0,05 мае. стабильность структуры и ударна  в зкость недостаточны, а при их увеличении более 0,15 мас. повышаетс  содержание в структуре неметаллических включений , снижаетс  ударна  в зкость и износостойкость.

Введение бора в количестве 0,02- 0,06 мас.% обусловлено ег.о высокой химической активностью .и способностью очищать границы зерен в структуре чугуна, упрочн ть его, повыша  сопротивл емость износу, ударную в зкость и эксплуатационную долго- вечность. При концентрации бора до 0,02 мас.% его вли ние как поверхностно-активного модификатора про вл етс  слабо и стабильность механисл

00 сл

00

tc

ческих свойств и износа недостаточна При увеличении концентрации бора более 0,06 масД снижаетс  однородность структуры чугуна, отмечаетс  выделение боридов по границам зерен, что снижает стабильность износа, упруго-пластических и эксплуатационных свойств.

Введение кислорода и св зывание серы и титана в оксисупьфиды титана повышает стабильность структуры, Е1Ы- зыва .дробление сульфидной эвтектики, измельчает структуру, повыша  износостойкость и ударную в зкость. Увели- чение концентрации оксисульфидоз титана более 0,35 масД снижает однородность структуры, повышает содержание неметаллических включений по границам зерен, усиливает процессы лик- ,вации и коагул ции и склонность чугу- |на к хрупкому разрушению. При сниие

НИИ концентрации оксисульфидов менее 0,05 масД укрупн етс  структура чугуна , повышаетс  содержание ферри а и снижаютс  характеристики износостойкости и упруго-пластические свойства .

В предлагаемом чугуне содержание

основных компонентов прин то в коли-

мествах, масД: углерод 2,7-3,7, кремний 2,5-3,5- марганец 0,1-0,4, которые обеспечивают снижение дефектов в отливках и повышение стабильности структуры, износостойкости чугуна и упруго-механических свойств.

Магний (0,02-0,08 мас,%) и церий {0,005-0,009 мае Л} содержатс  в чугуне в количествах, обеспечивающих высокий фактор формы графита и. не снижающих ударную в зкость, износостойкость и служебные свойства. Исключение из состава чугуна цери  приводит к образованию в чугуне дефекто структуры типа черных п тен и снижению стабильности механических свойст Узеличение содержани  магни  и цери  выше верхних пределов повышает их угар, повышает содержание неметаллических включений и интерметаллида

типа CeFe2, что снижает стабильность механических свойств. При концентрации магни  и цери  ниже нижних пределов их модифицирующий эффект недостаточен .

Пример. Плавку чугуна проводили в индукционных печах из шихты, включающей возврат прессового цеха, литейные коксовые чугуны ЛК-2 и ЛК-3,

передельных рафинированных чугунов, ферробора ФБ1 и карбюризатора. Рафинирование расплава производ т кальцинированной содой. Перегрев расплава в печи при рафинировании 1480-1500 С. После рафинировани  расплав продувают кислородом в течение 0,3-3,0 мин и микролегируют нитридами алюмини . Модифицирование чугуна производ т в разливочных ковшах лигатурой КМ-7 и ферроцерием. Разливку металла в литейные формы производ т при liizo c .

В табл, 1 приведены химические составы чугунов опытнь1х плавок. Оп-, ределение состава чугуна проводили методом дифференцировани  химического анализа сталей и сплавов, содержа.- щих нитриды, окислы и оксисульфиды. Качественный анализ структуры высокопрочного чугуна проводили металлографическим методом. I Механические свойства чугунов опытных плавок приведены в табл. 2, Испытани  на ударную в зкость провод т на трех образцах размером 11 10 55 мм с У образным надрезом, а ис- пыта1-1ие на раст жение - на образце 0 1 О мм..

Как видно из табл. 2 предлагаемый высокопрочный чугун благодар  дополнительному вводу бора, нитридов алюмини , а также содержани  оксисульфидов титана повышает предел прочности , при раст жении в 1,14-1,21 раза, ударную в зкость в 1,21-1,31 раза и износостойкость в 1,49-2,25 раза.

Claims (1)

1. 40 Формула изобретени 

   Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, церий, -титан, серу и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  предела прочности при раст жении , а также ударной в зкости и

   износостойкости при сухом трении в интервале температур 20-600 С, он дополнительно содержит нитриды алюмини , бор и кислород, св занный с титаном и серой в оксисульфиды, при следующем соотношении компонентов, мас,:

   Углерод2,7-3,7

   Кремний2,5-3,5

   Марганец0,1-0,4

   Магний0,02-0,08

   Церий0,005-0,009

   Таблица 2