Серый чугун Советский патент 1982 года по МПК C22C37/10 

(54) СЕРЫЙ ЧУГУН Изобретение относится к металлурги конкретнее к изысканию серых чугунов, предназначенных для непрерьгоного лить Известен серый чугун Cl следукхцег химического состава, вес. %: Углерод 2,8 - 3,6 Кремний 1,4 - 2,6 Марганец 0,8 - 1,4 Иттрий 0,06 - 0,12 Цирконий О,05 - 0,15 Редкоземель0,08 - О,20 ные металлы Железо Остальное Недостатком этого чугуна является склонность к трещинообразованию и низкая износостойкость. Дисперсность пер.шта ПА 1,0- ПА 1.4 (ГОСТ 3443-77 Наиболее близким по технической су ности и достигаемому результату к пре лагаемому является серый чугун 2 J следующего химического состава, вес. % Углерод2,8 - 3,4 Кремний2-2,8 Марганец 0,8 - 1,6 0,02 - 0,08 Цирконий Редкоземель0,О1 - О,1 ные металлы 0,03 - 0,1 Иттрий 0,02 - 0,1 Сурьма О,01 - 6,05 Азот Титан 0,1 - 0,5 Элемент из группы, содержащей кальций и барий О,О1 - 0,О5 Железо Остальное Недостатком известного чугуна являя крупнодисперсная перлитная струка при непрерывном литье, низкая изсостойкость и повышенная склонность образованию трешин. Цель изобретения - измельчение пертной структуры, повышение износостойти и снижение склонности к образоватрещин. Указанная цель достигается тем, что серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, редкоземельны металлы, иттрий, сурьму, азот, элемент выбранный из группы, содержащей титан и бор, и железо, дополнительно содержи медь при следующем соотношении компо нентов, вес. % : Углерод2,8-3,6 Кремний1,4 - 2,6 Марганец0,8 - 1,8 Цирконий0,1 - 0,3 Редкоземель0,03 - 0,2 ные металлы Иттрий 0,03 - 0,1 Сурьма 0.02 - 0,1 О,О1 - 0,12 Элемент из группы, содержащей титан и борО.ООЗ - 0,12 Медь0,6 - 1,4 Железо Остальное Выплавку предлагаемого чугуна производят в вагранке или электропечах с вьшуском в литейные ковши при 1350 1450С. Во время выпуска чугуна из п чи в ковш осуществляют присадку азоти рованных ферросплавов и комплексных модификаторов. Разливку модифиишрованного чугуна производят при 1250 - 135О С, В табл. 1 приведен химический сост предлагаемого чугуна. Предлагаемый серый чугун имеет ел дующие механические свойства: Предел прочности при растяжении, кгс/мм22 - 38 Стрела прогиба (при расстоянии между опорами 6ООмм),мм lO - 16 Твердость, НВ197-229 В чугун введена медь в количестве О,6 - 1,4 вес.%. Снижение содержания меди-менее 0,6 вес.% не обеспечивает необходимой дисперсности структуры, а повышение содержания более 1,4 вес. % снижает твердость. Содержание сурьмы принято 0,02 вес.%, при этом содержании сказьгоается ее влияние на повьшение износостойкости. При увеличении содержания сурьмы более 0,1 вес.% снижается ударная вязкость. Титан и бор образуют нитриды, увеличивающие износостойкость. При содержании менее О,ООЗ вес., % их влияние незначительно, а при увеличении концентрации более 0,12 вес. % снижается трещиностойкость и ударная вязкость. Введенные в предлагаемый чугун титан в количестве 0,ООЗ - 0,12 вес. % и цирконий в количестве 0,1-0,3 вес.% в сочетании с медью (0,6 - 1,4 вес. %) обеспечивают измельчение перлитной структуры и повышение износостойкости, а также снижение склонности к трешинообра- зованию. В табл. 2 пр1шедены свойства предлагаемого чугуна в сравнении с известным. Механические свойства определены на цилиндрических образцах диаметром 30мм, износостойкость - на машине трения при нагрузке 120 кг и на установках гидро- абразивного износа. При испытании трещиноустойчивости эталоном служит чугун СЧ24, трещиноустойчивость которого условно принята за 100%. Применение предлагаемого серого чугуна повьплает надежность и долговечность ответственных деталей двигателей (гильз цилиндров, втулок, поршневых колец), что приводит к уменьшению выпуска зап- частей и сокращению времени ремонта. Экономический эффект составляет 21 34 руб/т годного. Таблица 1

Редкоземель0,03 0,07 ные металлы 0,01 -0,3

0,О7 0,2

0,2

0,03 износ при воздействии потоков, загрязненных абра2.5-4.5 2.24 зивом, мкм Фрикционный износ при трении без смазки, мкм 0,41-0.60 0.34 Трещиноус тойчи- вость при литье 118-12О 132 намораживанием,% Трещиноус тойчивость при литье в пес чано-глинис тые формы (эталон 128-140 148 СЧ-25), % Термическая стой197-326 342 кость, циклы Дисперсность .структуры чугуна в отливках по ГОСТ 3443-77ПдО,5- Пд 0,5 Пд 1.4 Формула изобретения Серый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, цирконий, редкоземель ные металлы, иттрий, сурьму, азот, элеПродолжение табл. 1 1,68 1.12 2.18 1.62 1.08 0.18 0,10 О,32 0.15 О, 156 168 131 154 165 176 184 145 172 180. 385 396 334 368 388 ПдО.ЗПдО,5 ПдО,5 ПдО.З ПдО,5 мент из группы, содержащей титан и бор, .и железо, отличающийся тем, v что, с целью измельчения перлитной структуры при непрерывном литье, повышения износостойкости и снижешш склонности к 7 i985125 образованию трещин, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, вес. %; 2,8 - 3,6 Углерод 1,4 - 2,6 Кремний 0,8 - 1,8 Марганец 0,1 - 0,3 Цирконий Редкоземельные металлы Иттрий Сурьма -0,12 Азот п N9 по кл Элемент из группы, содеуужашей титан и борО,ООЗ - 0,12 Медь. .О,6 - 1,4 ЖелезоОстальное Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1,Авторское свидетельство СССР 692887, кл. С 22 С 37/l6V 1979. 2.Авторское свидетельство СССР заявке № ЗОО4357, С 22 С 37/10, 1980.