Изобретение относитс к лургии, а именно к составам и может быть использовано п водстве сложных разностенны обладающих высокой и равном прочностью и износостойкост удовлетворительной обрабаты резанкем. Известен чугун следующег ческого состава 1, вес.%: 2,6-3,8 Углерод 0,6-2,5 Кремний 0,33-1,5 Марганец 0,09-1,0 0,02-0,i 0,03-0,3 Ванадий 0,02-0,3 Алюминий 0,02-1,0 . 0,005-0,Oi Остальное Железо Данный чугун обладает сл свойствами: Предел прочности кг/мм 12,5-13,2 Твердость, 85-325 НВ Относительна износостой128-153 кость остаток чугуна - низка прочность. Известен также чугун следующего ического состава 2, вес.%: 2,8-3,8 Углерод 0,35-2,0 Кремний 0,2-1,2 Марганец 0,5-2,5 0,8-3,6 Никель 0,08-0,15 Ванадий 0,015-0, Остальное Железо Данный чугун имеет следующие йства: Предел прочности при изгибе , кгс/мм предел прочности при раст жении, кгс/мм Износ, мм Известный чугун имеет в своем с таве повышенное содержание сильных карбидообразующих элементов (хрома ванади ), что в совокупности с лег рованием азотом и марганцем способ ствует образованию отбеленной стру |туры в сечени х отливок с толщиной стенок до 10 мм. Напротив, в массивных сечени х свойства сплава им невысокие значени ввиду неравноме ности структуры по сечению отливки Наличие цементита р.езко ухудшает обр батываемость отливок и вызывает ус ренный износ пары трени . Указанны недостатки делают невозможным прим нение данного материала дл -таких массовых отливок, как гильза двига л внутреннего сгорани , корпусные детали автомобилей и тракторов, по вергаемых большому объему механиче кой обработки. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигае му результату вл етс чугун еледующего состава ГЗ, вес.%: 2,9-3.5 Углерод Кремний 1.7-2,7 0.3-0,8 Марганец 0,1-0,5 0.05-0.3 Никель Ванадий 0,15-0,5 0,005-0,03 0,005-0,02 0,001-0,1 Алюминий Железо Остальное Чугун обладает следующими свойс вами: Предел прочности на изгиб, кгс/мм Предел прочности на разрыв, Krc/MM Твердость , 210-235 НВ Отбел, мм 3-6 Недостаток чугуна - низка проч ность. Твердость отливок в разных +4 толщинах стенок отливок (,5,20 и 40 мм) измен етс 262,23 и 210, соответственно . Цель изобретени - повышение прочности и равномерности распределени твердости в отливках с толщиной стенки от 5 до Q мм. Дл достижени указанной цели в состав чугуна, содержащего углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий , азот, церий и железо, допол;нительно введены титан и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.: 2,9-3,5 Углерод 1,7-2.5 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,05-0,3 0,05-0,3 Никель 0,03-0,3 Ванадий 0,005-0,02 0,005-0.03 0,02-0,15 0,ООТ-0,02 Кальций Железо Остальное Чугун содержит примеси, вес.: Серадо 0.08 Фосфор до 0,15 Введение в состав чугуна цери (0,005-0,03%) совместно с кальцием (0,001-0,02%)позвол ет за счет образовани дополнительных центров графитизации (сульфиды, окислы, нитриды) снизить величину отбела. Титан в количествах 0,02-0,15 способствует измельчению графитных включений в отливках с толщиной стенки от 5 до 40 мм. Верхний предел по титану ограничен ввиду ухудшени жидкотекучести чугуна. Изменение концентрации хрома (0,05-0,3) определ етс необходимостью получени структуры серого чугуна в отливках с Толщиной стенки от 5 до 10 мм без первичного цементита . Это приводит к улучшению обрабатываемости отливок резанием. Пример. Дл получени чугуна выплавл ют 3 состава предлагаемого и один известного чугуна. Плавки провод т в 40 кг индукционной печи с кислой футеровкой. В качестве шихтовых компонентов примен ют литейный чугун марки ЛКЗ) , стальной лом, ферросплавы марганца, хрома, никел , титана, ванади . Азот ввод т в конце плавки в виде азотированного ферромарганца.Церий и кальций ввод т в ковш-непосред ственно перед заливкой металла в формы. Дл определени структуры и свойств сплавов заливают ступенчатые плиты с тощиной стенок от 5 до «Омм клин на отбел и стандартные образцы диаметром 30 мм и длиной 300 мм. Износ определ ют линейным методом в режиме сухого трени скольжени в паре трени с серым чугуном CMZI-tO в виде суммарного износа образца и контртела, мм.Полученные результаты представлены в табл. 2. В табл. 1 приведен химический состав предлагаемого и прин того за прототип чуГунов-, в табл. 2 - их механические свойства. Как видно из табл. 1 и 2, изменение концентрации хрома, никел и ванади , а также дополнительный ввод цери , Кс|льци и титана существенно повышают прочность отливок при снижении их твердости, выравнивают ;структуру и свойства по сечени м от ливки , снижают склонность чугуна к отбелу. При этом значительно снижаетс суммарный износ пары трени . Сплав предлагаемого состава имеет в структуре мелкодисперсный перлит и измельченный графит. Включени цементита и феррита отсутствуют. Оптимальный состав сплава содержит ингредиенты в концентраци х, соответствующих сплаву 3 в табл. 1. Технологи получени предлагаемого сплава заключаетс в сплавлении, компонентов в электрических печах, введении легирующих элементов с помощью соответствующих ферросплавов и модифицировании перед заливкой церием и кальцием. Насыщение азотом может производитьс помимо азотированных ферросплавов за счет плазмы электродуговой печи, а также при плазменно-индукционном переплаве с использованием азота в качестве плазмообразующего газа. Оптимальными област ми применени предлагаемого чугуна вл ютс гильзы двигателей внутреннего сгорани , тормозные барабаны, сложные разностенные отливки тракторов и автомобилей. Экономическа эффективность от применени предлагаемого чугуна составл ет около 15 руб. на тонну отливок за счет повышени эксплуатационной надежности деталей.The invention relates to lurgia, in particular, to compositions and can be used in the production of complex difference differents with high and equal strength and durability with satisfactory machining cutter. Known cast iron of the following composition 1, wt.%: 2.6-3.8 Carbon 0.6-2.5 Silicon 0.33-1.5 Manganese 0.09-1.0 0.02-0, i 0 , 03-0.3 Vanadium 0.02-0.3 Aluminum 0.02-1.0. 0,005-0, Oi Else Iron This cast iron has the following properties: Tensile strength kg / mm 12,5-13,2 Hardness, 85-325 HB Relative wear resistance 128-153 bone, cast iron residue - low strength. Also known cast iron of the following composition 2, wt.%: 2.8-3.8 Carbon 0.35-2.0 Silicon 0.2-1.2 Manganese 0.5-2.5 0.8-3.6 Nickel 0.08-0.15 Vanadium 0.015-0, Rest Iron This cast iron has the following properties: Flexural strength, kgf / mm tensile strength, kgf / mm Wear, mm The known iron has a high content in its content strong carbide-forming elements (vanadium chromium), which, together with nitrogen and manganese doping, promotes the formation of a bleached structure in sections of castings with wall thickness up to 10 mm. On the contrary, in massive sections, the properties of the alloy are low because of the uneven structure of the structure over the section of the casting. These drawbacks make it impossible to apply this material for such mass castings, such as the sleeves of a motor for internal combustion, body parts of cars and tractors, driven by a large volume of machining. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is a cast iron with the following composition GZ, wt.%: 2.9-3.5 Carbon Silicon 1.7-2.7 0.3-0.8 Manganese 0.1-0.5 0.05-0.3 Nickel Vanadium 0.15-0.5 0.005-0.03 0.005-0.02 0.001-0.1 Aluminum Iron Else Cast iron has the following properties: Flexural strength, kgf / mm Breaking strength, Krc / MM Hardness , 210-235 HB Bleed, mm 3-6 Lack of cast iron - low strength. The hardness of castings in different +4 thicknesses of the walls of the castings (, 5.20 and 40 mm) varies 262.23 and 210, respectively. The purpose of the invention is to increase the strength and uniformity of the distribution of hardness in castings with a wall thickness from 5 to Q mm. To achieve this goal, the composition of cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium, nitrogen, cerium, and iron, was additionally introduced with titanium and calcium in the following ratio of components, weight: 2.9-3.5 Carbon 1.7-2.5 Silicon 0.3-0.8 Manganese 0.05-0.3 0.05-0.3 Nickel 0.03-0.3 Vanadium 0.005-0.02 0.005-0.03 0.02-0 , 15 0, ООТ-0.02 Calcium Iron Else Cast iron contains impurities, weight .: Serrado 0.08 Phosphorus to 0.15 Introduction to the composition of cast iron cerium (0.005-0.03%) together with calcium (0.001-0.02%) allows for the formation of additional centers of graphitization (sulfides, oxides, nitri s) reduce the amount of chill. Titanium in quantities of 0.02-0.15 contributes to the grinding of graphite inclusions in castings with a wall thickness of 5 to 40 mm. The upper limit for titanium is limited due to the deterioration of the fluidity of cast iron. The change in chromium concentration (0.05-0.3) is determined by the need to obtain the structure of gray iron in castings with a wall thickness of 5 to 10 mm without primary cementite. This leads to an improvement in the machinability of the castings. Example. To obtain pig iron, 3 compositions of the proposed and one known pig iron are smelted. Melting is carried out in a 40 kg acid sour lined induction furnace. The charge components are cast iron of the grade LKZ), steel scrap, manganese, chromium, nickel, titanium, vanadium ferroalloys. Nitrogen is introduced at the end of smelting in the form of nitrated ferromanganese. Cerium and calcium are introduced into the ladle directly before pouring the metal into the molds. To determine the structure and properties of the alloys, stepped plates with a wall thickness from 5 to 0 mm are used to bleed and standard samples with a diameter of 30 mm and a length of 300 mm. Wear is determined by a linear method in the dry friction sliding mode in a pair of friction with gray CMZI-tO iron in the form of the total sample wear and the counterbody, mm. The results are presented in Table. 2. In table. 1 shows the chemical composition of the proposed and adopted for the prototype of chuGunov-, in table. 2 - their mechanical properties. As can be seen from the table. 1 and 2, a change in the concentration of chromium, nickel and vanadium, as well as the additional input of cerium, XyL and titanium, significantly increase the strength of castings while reducing their hardness, level, structure and properties along sections from casting, reduce the tendency of iron to chill. The total wear of the friction pair is significantly reduced. The alloy of the proposed composition is in the structure of fine perlite and crushed graphite. Cementite and ferrite inclusions are absent. The optimum composition of the alloy contains ingredients at concentrations corresponding to alloy 3 in Table. 1. The technology for producing the proposed alloy consists in fusing components in electric furnaces, introducing alloying elements with the help of appropriate ferroalloys, and modifying before pouring cerium and calcium. Nitrogen saturation can be accomplished with nitrogen from ferrous alloys through the plasma of an electric arc furnace, as well as by plasma-induction remelting using nitrogen as a plasma-forming gas. Optimal areas of application for the proposed pig iron are sleeves of internal combustion engines, brake drums, complex differential castings of tractors and automobiles. The economic efficiency of the use of the proposed iron is about 15 rubles. per ton of castings due to increased operational reliability of parts.
11931784121193178412