Чугун Советский патент 1988 года по МПК C22C37/10 

со

00

Изобретение относится к области металлургии, в частности к изысканию износостойких чугунов с высокими модулем упругости, теплопроводностью и незначительным коэффициентом термического расширения. Целью изобретения является повышения модулей упругости и сдвига, прочности и теплопроводности при 20-800 С при сохранении износостойкости. Предлагаемый чугун содержит, мас.%: углерод 2,8-3,8; кремний 2,2-2,7; марганец 0,4-0,9; хром 0,1-0,25; титан 0,1- 0,6; никель 0,1-0,8; медь 1,0-2,5; фосфор 0,1-0,5; бор 0,005-0,08; ванадий 0,1-0,6; кальций 0,01-0,03; азот 0,005-0,1; железо - остальное. Предлагаемь й чугун обладает следующими физико-механическими свойствами: предел прочности при растяжении 6 (МПа) 270-400; предел прочности на изгиб н (МПа) 453-700; твердость по Бринеллю НВ 197-239; модуль упругости Е (МПа-10) 13200-14500; теплопроводность А (Вт/м ) 30,0-42,0; износ кольца (г/м -ч) 4,0-8,0; износ гильзы (г/м -ч) 1,0-2,0. Он может быть использован, например, для гильз блока цилиндров двигателей внутреннего сгорания. 2 табл. W

х

00

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких чугуноп с высоким моду:тем упругости (К), теплопроводностью (А) и незначительным коэффициентом те1)ми ческого расширения () , применяемых в различных областях машиностроения для литья деталей, работающих в условиях знакопеременных нагрузок при трении скольжения и повышенных температурах (20-800 С), например для гильз цилиндров.

Цель изобретения - повышение моду лен упругос:ти и сдвига, прочности и теплопроводности при температурах 20 при сохранении износостойкости Предлагаемый чугун содержит,мае.% Углерод 2,8-3,8

Кремний2,2-2,7

Марганец0,4-0,9

Хром0,1-0,25

Титан0,1-0,6

Никель0,1-0,8

Медь1,0-2,5

ФосфорО,1-0,5 .

Бор0,005-0,08

ВанадийО,1-0,6

Кальций 0,01-0,03 Азот0,005-0,1

ЖелезоОстальное

Результаты исследований показали, что легирование серого чугуна никелем и медью ведет к повьшению прочности и теплопроводности, а следова- тельно, и износостойкости. Эти зле- менты способствуют снижению эвтектических карбидов, в особенности карбидов хрома, а также формированию включений графита оптимальных разме- ров и равномерному их распределению. Одновременно происходит устранение отбела чугуна, что непосредственно сказывается на механической обработке резанием.

Введение никеля и меди вьпие верхнего предела не целесообразно, поскольку теплопроводность и износостойкость повышаются незначительно. Присадка этих элементов меньше ниж- него предела недостаточна для того, чтобы они оказывали влияние как легирующие элементы.

Марганец, обладающий раскисляющей способностью, служит для рафинирова- ния расплава и упрочнения твердого раствора. Одновременно марганец понижает границу растворимости углерода в железе, сдвигая перлитную точку

в сторону более низкого содержания У1 лерода.

Введение марганца вьпие верхнего предела ведет к отбеливанию, т.е. он действует так же, как ускоренное охлаждение. Присадка марганца меньше нижнего предела недостаточна для раскисления чугуна.

Концентрация хрома, находящаяся в чугуне, менее нижнего предела не оказывает влияния на свойства расплава, однако введение его больше верхнего предела приводит к выделению эвтектических карбидов хрома, что резко снижает износостойкость.

Титан вводят в чугун как раскис- литель и сильный нитридообразующий элемент. Введение этого элемента меньше нижнего предела не позволяет получить требуемые физико-механические свойства, а выше верхнего предела приводит к загрязнению расплава неметаллическими включениями, что существенно снижает износостойкость литых деталей.

Введение фосфора способствует повышению жидкотекучести и износостойкости, однако содержание фосфора выше верхнего предела приводит к образованию пор в отливках и снижению прочностных характеристик.

Присадка ванадия и азота существенно повьпиает прочностные свойства чугуна, повышает модули упругости и сдвига и износостойкость. Это объясняется образованием в структуре чугуна мелкодисперсных карбидов ванадия и нитридов титана. Введение этих элементов меньше нижнего предела не приводит к изменению структуры чугуна. В итоге физико-механические свойства остаются на уровне нелегированных серых чугунов. При содержании этих элементов вьпае верхнего предела ухудшается обрабатываемость отливок.

Бор обеспечивает формирование мелкодисперсной однородной структуры, что очень сильно сказывается на износостойкости, однако введение его меньше нижнего предела не оказывает достаточного воздействия, а выше верхнего - приводит к отбеливанию отливок, особенно в местах с тонкой стенкой.

Снижение содержания количества углерода и кремния приводит к отбелу чугуна и ухудшению его обрабатываемости. Увеличение их вьш1е верхнего

Таблиц 2