SU1668458A1 - Серый чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к серым чугунам дл  изготовлени  плунжерных пар гидропанелей и других износостойких отливок. Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости и герметичности. Серый чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, нитриды алюмини , кальций, карбонитриды циркони , тантал, магний и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 2,7 - 3,6

кремний 1,2 - 1,9

марганец 0,8 - 1,5

никель 0,3 - 1

хром 0,2 - 0,5

медь 0,03 -1

молибден 0,02 - 0,6

нитриды алюмини  0,05 - 0,1

кальций 0,05 - 0,1

карбонитриды циокони  0,06 - 0,12

тантал 0,03 - 0,5

магний 0,01 - 0,06

железо остальное. Использование предложенного чугуна дл  изготовлени  износостойких литых изделий обеспечивает повышение их надежности и долговечности. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к серым чугунам дл  изготовлени  плунжерных пар гидропанелей и других износостойких отливок.

Цель изобретени  - повышение износостойкости и герметичности чугуна.

Серый чугун дополнительно содержит молибден, тантал, карбонитриды циркони  и нитриды алюмини  при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод2,7-3,6

Кремний1,2-1,9

Марганец0,8-1,5

Никель0,3-1,0

Хром0,2-0,5

Медь0,03-1,0

Молибден0.02-0,6

Нитриды алюмини 0,05-0,1

0.05-0,1

0,06-0,12

0,03-0,5

0,01-0,06

Остальное

Кальций

Карбонитриды циркони 

Тантал

Магний

Железо

Дополнительное введение молибдена обусловлено упрочн ющим и легирующим его вли нием на матрицу, повышением ее плотности, герметичности и износостойкости . При концентрации молибдена до 0,02 мас.% его легирующее вли ние и характеристики механических свойств и удельной герметичности недостаточны. При увеличении его концентрации более 0,6 мае. % снижаютс  стабильность структуры, условный модуль упругости, демпфирующа  способность и характеристики износостойкости .

с

Os 00

сл

00

Введение тантала обусловлено его положительным вли нием на антизадирные свойства и повышение механических свойств и удельной герметичности. Его вли ние начинает сказыватьс  с концентрации 0,03 мас.%, но при увеличении содержани  тантала более 0,5 мас.% снижаютс  демпфирующа  способность, пластические свойства, стабильность структуры и свойств.

Введение нитридов алюмини , начина  с концентрации 0,05 мас.%, оказывает эффективное модифицирующее вли ние на структуру, ее дисперсность и стабильность износостойкости и механических свойств. Однако при концентрации нитридов алюмини  в чугуне более 0,1 мас.% повышаетс  содержание неметаллических включений по границам зерен, что снижает удельную герметичность , условный модуль упругости и стабильность механических свойств. Использование в составе чугуна карбонитри- дов циркони  обусловлено вли нием и на повышение монолитности матрицы, антизэ- дирных свойств, дисперсности структуры и износостойкости, поэтому они введены в предлагаемый чугун в количестве 0,06-0,12 мгс.%. Верхний предел концентрации кар- бонитридов циркони  ограничен содержанием в 0,12 мас.%, так как при повышении содержани  карбонитридов циркони  выше этого предела по вл ютс  неметаллические включени  по границам зерен, что снижает удепьную герметичность, условный модуль упругости и износостойкость чугуна.

Содержание магни  прин то от 0,01 мас.%, когда отмечаетс  повышение герметичности , условного модул  упругости и износостойкости при трении с недостаточной смазкой, и ограничено концентрацией 0,06 мас.%, с которой снижаютс  упруго-пластические свойства, стабильность структуры и характеристики износостойкости и эксплуатационных свойств. 0

Содержание хрома 0,2-0,5 мас.%, никель 0,3-1,0 мас.%, меди 0,03-1,0 мас.% обеспечивает легирование матрицы, повышение механических свойств, герметичности и износостойкости, но при увеличении концентрации этих легирующих компонентов выше верхних пределов снижаетс  стабильность структуры механических и эксплуатационных свойств. При концентрации их менеэ нижних пределов прочность, герметичность и износостойкость чугуна недостаточны .

Кальций очищает границы зерен и повышает механические свойства и герметичность . Верхний предел концентрации кальци  (0,1 мас.%) обусловлен его растворимостью в- металлической основе, а при снижении концентрации менее 0,05 мас.% снижаетс  Герметичность чугуна.

Углерод и кремний вместе с марганцем

(0,8-1,5 мас.%) обеспечивают получение однородной износостойкой структуры и их со- держание прин то с учетом .установившейс  практики получени  таких чугунов.

0 Пример. Опытные плавки чугунов провод т в открытых индукционных печах, Металлический хром X 98,5 ч, ферромолибден и гранулированный никель ввод т вместе с литейными чугунами и металлоломом

5 в шихту, а измельчен иные брикеты карбо- нитридов циркони  стружку тантала, нитриды алюмини  и никель иагниеаую лигатуру - непосредственно в ковш при выпуске в него расплавленного метзллг рафинированного

0 кальцинированной содой.

В табл.1 приведены химические составы чугунов.

Температура заливки расплава в сухие литейные формы 1400-1450°С. Дл  испыта5 ний получают литые заготовки плунжерных пар и образца дл  физико-механических испытаний ,

Термическую стойкое)ь определ ют в услови х термоцик ировани  в интервале

0 20-1000°С. Износостойкость при трении с недостаточной сказкой определ ют при давлении 120-125 кгс/см2 в услови х скольжени  на стендах испытани  плунжерных пар. Герметичность определ ют на специ5 альных образцах с толщиной рабочей части 3 мм, а механические свойства на образцах 100 мм (ГОСТ 1497-85).

В табл,2 приведены результаты механических и технологических испытаний серых

0 чугунов опытных плавок.

Как видно из табл.2, предлагаемый серый чугун обладает более высокой удельной герметичностью и износостойкостью при трении с недостаточной смазкой, при за5 гр знении смазки абразивом, чем известный серый чугун.

Использование предлагаемого серого чугуна дл  изготовлени  износостойких литых изделий обеспечивает повышение их

0 надежности и долговечности.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, магний кальций, медь и железо, отличающийс 

   5 тем, что, с целью повышени  износостойкости и герметичности, он дополнительно содержит молибден, тантал, кзрбонитриды циркони  и нитриды алюмини  при следую- i ем соотношении компонентов, мас.%: Углерод2.7 3,6

   1,2-1,9

   0.8-1,5

   0,2-0,5

   0,3-1,0

   0,01-0,06

   0,05-0,1

   ни 

   0,03-1.0 0,02-0,6 0,03-0,5 0,06-0.12 0,05-0,1 Остальное

   Таблица 1

   Таблица 3