SU1700085A1 - Чугун дл тонкостенных отливок - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к разработке составов чугуна дл  тонкостенных деталей, работающих в услови х повышенных температур, например седел клапанов двигателей внутреннего сгорани . Целью изобретени   вл етс  повышение деформационной способности отливок при сохранении теплостойкости и обрабатываемости. Чугун содержит компоненты при следующем соотношении , мас.%: углерод 3,0-4,0, кремний 2,0-3,0; марганец 0,3-0 8; хром 0.5-2,0; молибден 0,5-2,0; ванадий 0.05-0,15; фосфор 0,2-0,5; никель 0,3-1,5; кальций 0.01-0,03: сера 0,02-0,1; висмут 0,001 -0.005; железо - остальное. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к разработке состава чугуна дл  тонкостенных отливок.

Известные составы чугуна имеют низкую деформационную способность. Вследствие этого в отлитых из такого чугуна тонкостенных детал х при запрессовке образуютс  микротрещины, привод щие к быстрому разрушению детали.

Известен износостойкий серый чугун, в состав которого вход т компоненты, мас.%: углерод 2,3-2,9; кремний 3,1-4,1; марганец 1,0-1,9; сурьма 0,02-01; алюминий 0.02- 0,1; тантал 0,21 -0,7; лантан 0.04-0,1; висмут 0,002-0,01; железо - остальное.

Однако наличие в этом чугуне тантала и лантана, существенно повышающих микротвердость бейнита, ухудшает деформационную способность чугуна и снижает его обрабатываемость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  чугун, содержащий следующие комоненты, мас.%: углерод 3,0-4,0; кремний 2,0-3.0; марганец 0,3-0,8; хром 0,5-2.0; молибден 0,5-2,0; ванадий 0,,15; фосфор 0,2-0,5; никель 0.3-1.5; кальций 0.01-0.03; алюминий 0,01-0,05; сера 0,03-0.1- железо остальное .

Как показывают исследовани , проведенные на отливках седла клапана, недостатками этого чугуна  вл ютс  низка  пластичность и ударна  в зкость, что обусловлено наличием в нем алюмини , способствующего образованию окисной сетки по границам зерен металлической решетки.

Цель изобретени  - повышение деформационной способности отливок при сохранении теплостойкости и обрабатываемости.

Поставленна  цель достигаетс  введением висмута в количестве 0,001ттггЛ

О

00

ел

0,005 мас.%. Это усиливает склонность расплава чугуна к переохлаждению при кристаллизации. При вторичном модифицировании жидкого чугуна эффект модифицировани  резко усиливаетс  и чугун кристаллизуетс  с образованием дисперсной эвтектики, что обуславливает измельчение структуры и увеличивает деформационную способность чугуна в отливке ,

Данные о химическом составе опытных плавок предлагаемого чугуна с различными соотношени ми ингредиентов и известного чугуна приведены в табл. 1, и механические свойства чугуна и оценка обрабатываемости отливок приведены в табл. 2.

Чугун выплавл ют в индукционной печи . Шихта состоит из чушковою чугуна, стального лома, ферросплавов и графитовой стружки. После доводки по химсоставу и перегрева до 1560° С чугун каждой плавки слиаают в ковш, ввод  под струю висмут, а в качестве графитизиоующих модификаторов Ф С 75 л и СКЗО.

Дл  исследований подготовлены опытные плавки предлагаемого чугуна и мзо ст- ного. Чууном заливают оболочковые формы седел клапанов двигателей, толщина стенки которого б мм.

На отливках исследую г микроструктуру, определ ют разрушающую нагрузку при поперечном сжатии и деформацию до разрушени . Дл  определени  теплостойкости замер ют твердость при 20 и 300° С (процент снижени  твердости при 600 по сравнению с 20° С).

Отливки пооход т р 8 анообрпботчу, з процессе которой определ ют обрабатываемость по количеству обточенных деталей до затуплени  инструмента,

Чугуны составов 1-3 (тзбл. 1 и 2) с содержанием висмута 0,001-0,005 обладают большей деформационной способностью при теплостойкости и обрабатываемости ье ниже, чем у известного чугуна.

Чугуны составов 4 и 5 имеют предлагаемый химический состав с содержанием висмута ниже или выше предлагаемых пределов . Уменьшение содержани  висмута ниже 0,001% не дает ощутимого усилени  переохлаждени  расплава при кристаллизации и вторичное модифицирование не эффективно, что приводит к снижению теплостойкости. Увеличение содержани 

0 висмута вызывает настолько сильное переохлаждение при кристаллизации, что и после модифи даровани  в структуре образуетс  цементит, ухудшающий обрабатываемость 01ЛИПОК.

5 Дополнительный ввод в состав чугуна висмут позвол ет повысить пластичность и деформационную способность чугуна при сохранение его теплостойкости и обраба- ть ваомостм лезвийным инструментом тон0 .остенных деталей, что првышает их надежность ч долговечность при работе в услови х высоких температур.

Claims (1)

1. Формула изобретени  5 Чугун дл  тонкостенных отливок, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, фосфор, никель, каль- ид, сеоу и хелезо, отличаю ш Р и с тем, что, с целью повышени  деформационной 0 способности отливок при сохранении теплостойкости и обрабатываемости, он дополнительно содержит висмут при следующем соотношении компонентов, мэс %:

   Углсоод3,0-4,0

   5 Кремний2,0-3,0

   Марганец0,3-0,8

   Хром0,5-2,0

   Молибден0,5-2,0

   Ванадий0,05-0,15

   Фосфор0,2-0,5

   Никель0,3-1,5

   Кальций0,01-0,03

   Сера0,02-0,1

   Висмут0,001-0,005

   ЖелезоОстальное

   0

   ТэблицаЗ

   Примечание: (+) Обрабатываемость - количество обточи,тых деталей до затуплени  инструмента