Чугун Советский патент 1988 года по МПК C22C37/00 

со

О5 Од

ел

4

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях повьшенного износа при низкой температуре о

Цель изобретения повьшение износостойкости при температурах -60°С

Выбор содержания граничных пределов ко шонентов, входящих в состав чугуна, предложенного состава обус ловлен следующим.

Ввод в состав сплава нитрида бора в количестве 0,02-0,10% способствует образованию тонкодисперсных нитри дов и карбонитридов, которые, равномерно располагаясь в матрице чугу- на, повышают его износостойкость, особенно при низких температурах. При этом, сплав не склонен к охрупчи ванию при снижении температуры испытаний до -60°Со Присутствие Са и Се в сплаве обеспечивает высокую чистоту по неметаллическим включениям.

Углерод и кремний определен, исходя из обеспечения требуемой графи- тизации сплавао Нижнее их содержание (С 3,2% 5 Si 2j2%) определено из успо ВИЯ получения в чутуке. при верхнем содержании карбидообразующих элементов не более 20% структурносвобод- ных карбидов, верхнее ограничение (С 3,8%, Si 3,0%) - снижением изно-. состойкости при содержании меди, молибдена, вольфрама и нитрида бора на уровне

Марганец - постоянно присутствующий элемент в составе чугунов Содержание марганца в туне данного состава не должно превьшать 0,8% При большем его содержании, повышается склонность чугуна к отбелуо Нижний предел по марганцу определяется его содержанием в исходных пшхтовых материалах Содержание магния установлено условием стабильного получения шаровидной формы графита ГФ 12 ГФ 13 о При содержании магния ниже нижнего предела (0,04% Mg) появляется графит формы ГФ 10о Превьшение верхнего предела 70,07% сопровождается вьгоождением шаровидной формы графитаоКальций и церий в составе чугуна рафинируют металл от серы и растворенных газов (,Н), препятствуя тем образованию неметаллических включений, что в конечном итоге

665472

предотвращает чугун от охрупчивания при низких температурах

Медь вводится в чугун, для повышения физико-механических свойств и, в частности, пластичности и ударной вязкости при низких температурах

При содержании меди менее 0,5% она мало влияет на микроструктуру и

10 свойства металла, а ее ввод свьше

1,0% несколько ухудшает форму графитных включений о

Ввод в состав чугуна молибдена и вольфрама предназначен для повьш1е15 ния прочностных свойств в литом и

термообработанном состоянии, а также с целью обеспечения высокой износостойкости при низких температурах. Нижнее ограничение по молибдену и 20 вольфраму (0,2% Мо и 0,2% w) установлено, исходя из требуемого запаса прочности и износостойкости Верхний предел (0,55% Мо и 0,65% ) обусловлен опасностью сильного отбеливающе25 го действия на чугун, а также экономически нецелесообразен ввиду малого прироста повышения износостойкости о

Содержание нитрида бора по нижнему пределу (0,02%) установлено, исходя

30 из заданной износостойкости при температуре испытаний -бО°Со Верхнее ограничение (0,10% нитрида бора) ус- тановлено ввиду малого прироста повышения износостойкости при дальнейшем повьшении содержания нитрида бора

Пример, Шппавка сплавов предложенного состава может осуществляться как в дуговой, так и в

40 индукционной электрических печах, В конкретном примере использована высо кочастотная тигельная индукционная печь ЛПЗ-6.7. В качестве шихтовых материалов применяли металлизированлс ные окатьши, содержащие 82,0% , 75jO% , 2,0% С возврат собственного производства, представляющий собой Fe-C -сплав, выплавленный из окатьш1ей и содержащий 3,5-4,0% С,

gQ электродный и Кристаллический кремний, ферросплавы и нитрид бора

Нитрид бора вводится в расплаг чугуна с помощью плазмотрона (ПН ) мощностью 1000 к W , напряжением

gg 250 Во В качестве несущего газа использовался аргон. Фракционный состав нитрида бора 0,05-0,2 мм. Коэффициент усвоения нитрида бора составляет 75% о

35

Сфероидизатором графита служила комплексная магнийсодержащая лигатура. Плавку ведут на шихте из ме- таллизованных окатышей, затем скачивают шлак и в жидкую ванну догружают возврат. После расплавления шихты доводки сплава по химическому составу и перегрева до 1460-1480 С, чугун выпускают из печи. Модифицирование проводят в разливочном ковше методом сэндвич о Химические составы чугу- нов известного и предложенного на нижнем, среднем и верхнем, и величи3665474

держивается температура . Износ оценивают по размеру вытертой лунки в (мм ) за I ч испытаний с помощью микрометра.

Проведенные испытания показывают, что чугун предложенного состава благодаря введению нитрида бора обладает более высокой износостойкостью при температуре , по сравнению с известным.

10

Формула изобретения

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях износа при температурах , Цель изобретения - повышение износостойкости при температурах -60°Со Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, маСо%: С 3,2-3,8; Si 2,2- 3,0-. Мп 0,2-0,8; Mg 0,04-0,07; Са 0,015-0,04; Се 0,01-0,03; Си 0,5- 1,0; Мо 0,2-0,55; W О,2-0,65; нитрид бора 0,02-0,10 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна нитрида бора повьшает износостойкость в 1,27 - 2,8 раза. 1 табл. i (Л

2

3

Известный

3,5 2,6 0,5 3,8 3,0 0,8

таль- ное

0,055 0,0275 0,02 0,75 0,3750,425 0,06 То ж 0,75 0,07 0,040,03 1,0 0,55 0,65 0,10 0,5

3,5 2,3 0,055 0,04 0,02 Редактор И.Сегляник

Составитель Н Косторной Техред М.Дидык.

0,0275 0,27 0,325 0,03 1,4

Корректор М Шароши

осторной

0,0275 0,27 0,325 0,03 1,4

Корректор М Шароши