Чугун Советский патент 1987 года по МПК C22C37/00 

1 12

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях износа.

Цель изобретения - улучшение жид- котекучести, износостойкости и снижение себестоимости.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения, в результате которых были полученные дан

ные сравнительного анализа свойств чугуна.

Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим образом

При содержании углерода менее 2,5% отмечается отбел чугуна, ухудшение обрабатываемости, снижение прочностных характеристик.

Содержание углерода выше 3,6% превышает предел растворимости его в предлагаемом чугуне. Избыток углерода вьзделяется в виде включений, обуславливающих снижение прочностных характеристик.

При содержании в чугуне ванадия в пределах 2,0-3,4% образуются карбиды ванадия, происходит упрочнение матрицы чугуна карбидами. При введении в чугун ванадия менее 2,0% износостойкость чугуна уменьшается вследствие отсутствия карбидов ванадия .

При содержании ванадия в чугуне более 3,4% износостойкость увеличивается незначительно, но снижается жидкотекучесть данного чугуна и значительно увеличивается отбели- раемость и твердость.

Содержание в чугуне редкоземельных элементов в пределах 0,03-0,1% способствует мелкодисперсному равномерному распределению в нем структурных составляющих перлита и цементита.. Кроме того, введение РЗМ в указанных пределах раскисляет чугун очищая границы зерен от окислов, способствуя тем самым как повышению жидкотекучести чугуна, так и его - прочности.

Присадки РЗМ, как инокулирующих элементов, одновременно влияют на рост дополнительньш центров кристаллизации, измельчая зерно, и препятствуют развитию зон транскристаллизации.

Введение в известный чугун РЗМ в количествах менее 0,03% существенного влияния на повьшение технологичеких свойств чугуна не оказывает, а содержание РЗМ выше 0,% нецелесообразно, так как приводит к значительному удорожанию чугуна без заметного повышения его технологических свойств.

Содержание в чугуне 0,3-2,5% фосфора способствует более высокой износостойкости чугуна и жидкотеку

0

5

0

5

0

5

0

55

При содержании фосфора в чугуне менее 0,3% отмечается снижение жидкотекучести и износостойкости.

При введении в чугун фосфора выше 2,5% ухудшаются прочностные свойства чугуна, увеличивается его твердость.

Стронций введен в состав чугуна для повьш1ения графитизирующей способности сплава, а также измельчения эвтектических зерен металлической основы и сетки фосфидной эвтектики. Особенно эффективно совместное влияние стронция с РЗМ, обладающие высоким химическим сродством к кислороду и сере.

Для обеспечения модифицирующего действия стронция остаточное его содержание в чугуне должно быть не ниже 0,05%.

Меньшее содержание этого элемента не обеспечивает образования дополнительных центров графитизации и не оказьгоает заметного влияния на количество и размер эвтектических зерен.

Содержание стронция вьшГе верхнего предела (0,1%) вследствии ограниченной его растворимости в чугуне приводит к микроликвации данного элемента по границам зерен, снижению механических свойств и к значительному удорожанию чугуна.

Были изготовлены три плавки предлагаемого чугуна, два состава чугуна ниже нижнего и выше верхнего предела содержания компонентов и состав чугуна-прототипа.

Чугун плавили в индукгщонной печи ЛПЗ-67, Для определения жидкотекучести заливали спиральную пробу. . Износостойкость определяли скоростью весового изнашивания образца при трении скольжения в паре с закаленным диском из стали 45.

Составы чугунов и результаты испытаний в сравнении с известным чугуном приведены в таблице.

Как следует из данных таблицы,, дополнительный ввод в состав чугуна фосфора и стронция обеспечивает по сравнению с известным одновременное улучшение жидкотекучести, износостойкости и снижение себестоимости чугуна.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, медь магний, редкоземельные элементы и железо, отличающийся тем, что, с целью улучшения жидкотекучести и

Составитель Н. Косторной Редактор Н.Киштулинец Техред В.Кадар Корректор М.Шароши

Заказ 7872/26Тираж 627Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

износостойкости и снижения себестоимости, он дополнительно содержит фосфор и стронций при следующем соотношении компонентов, мас.%

Углерод Кремний Марганец Ванадий Медь Магний

Редкоземельные элементы Фосфор Стронций Железо

2,5-3,6 2,8-4,0 0,2-0,5 2,0-3,4 0,1-1,5- 0,04-0,06

0,03-0, 0,3-2,5 0,05-0,10 Остальное

Изобретение относится к метал- лургю и может быть использовано при изготовлении отливок, работающих в УСЛОВИЯХ износа. Цель - улучшение жидкотекучести, износостойкости и снижение себестоимости. Новый чугун содержит коьтоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 2,5-3,6; кремний 2,8-4,0; марганец 0,2-0,5; ванадий 2,0-3,4; медь 0,1-1,5; магний 0,04-0,06; РЗМ 0,03-0,1; фосфор 0,3- 2,5; стронций 0,05-0,10; железо - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна фосфора и стронция обеспечивает одновременное повышение жидкотекучести с 850 до 1130-1250 мм, снижение скорости износа с 5 до 1,1- 2,5 мг/мин и себестоимости 1 т отливок с 739 до 489-674 руб. за счет вывода никеля из состава чугуна. 1 табл. (Л to 00 со со