Серый чугун
Изобретение относится к металлургии, в частности к серым чугунам для изготовления плунжерных пар гидропанелей и других износостойких отливок. Целью изобретения является повышение износостойкости и герметичности. Серый чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, нитриды алюминия, кальций, карбонитриды циркония, тантал, магний и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 2,7 - 3,6 кремний 1,2 - 1,9 марганец 0,8 - 1,5 никель 0,3 - 1 хром 0,2 - 0,5 медь 0,03 -1 молибден 0,02 - 0,6 нитриды алюминия 0,05 - 0,1 кальций 0,05 - 0,1 карбонитриды циокония 0,06 - 0,12 тантал 0,03 - 0,5 магний 0,01 - 0,06 железо остальное. Использование предложенного чугуна для изготовления износостойких литых изделий обеспечивает повышение их надежности и долговечности. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5!)5 С 22 С 37/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
° ьЬ не
° н ьл
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4693876/02 (22) 22.05.89 (46) 07.08.91. Бюл, М 29 (71) Всесоюзный заочный политехнический и нститут (72) Б.К.Святкин, M.Á.Åãîðîâà, M.È.Êàðïåíко и Т.И.Кныш (53) 669.13.018(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 926057, кл. С 22 С 37/10, 1980.
Авторское свидетельство СССР
N 121966, кл. С 22 С 37/08, 1984. (54) СЕРЫЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к серым чугунам для изготовления плунжерных пар гидропанелей и других
Изобретение относится к металлургии, в частности к серым чугунам для изготовления плунжерных пар гидропанелей и других износостойких отливок.
Цель изобретения — повышение износостойкости и герметичности чугуна, Серый чугун дополнительно содержит молибден, тантал, карбонитриды циркония и нитриды алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.7;:
Углерод 2,7-3,6
Кремний 1,2-1,9
Марганец 0,8-1,5
Никель 0,3-1,0
Хром 0,2-0,5
Медь 0,03-1,0
Молибден 0,02-0.6
Нитриды алюминия 0,05-0,1
„„Я2 „„1668458 A l иэносостойких отливок, Целью изобретения является повышение иэносостойкости и герметичности. Серый чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, нитриды алюминия, кальций, карбонитриды циркония, тантал, магний и железо при следующем соотношении компонентов, мас. : углерод 2,7-3.6; кремний
1,2-1,9; марганец 0,8-1,5; никель 0,3-1; хром
0,2-0,5; медь 0,03-1; молибден 0.02-0,6; нитриды алюминия 0,05-0,1; кальций 0,05-0,1; карбонитриды циркония 0,06-0,12; тантал
0,03-0,5; магний 0,01-0,06, железо — остальное. Использование предложенного чугуна для изготовления износостойких литых изделий обеспечивает повышение их надежности и долговечности. 2 табл.
Кал ьций 0,05-0,1
4hi
Карбонитриды циркония 0,06-0,12
Тантал 0,03-0,5
Магний 0,01-0,06
Железо Остальное
Дополнительное введение молибдена «а обусловлено упрочняющим и легирующим его влиянием на матрицу, повышением ее плотности, герметичности и износостойкости. При концентрации молибдена до 0,02 мас. его леги рующее влия ние и хара ктеристики механических свойств и удельной герметичности недостаточны. При увеличении его концентрации более 0,6 мас. (снижаются стабильность структуры, условный модуль упругости, демпфирующая способность и характеристики износостойкости.
1668458
10 износостойкости и механических свойств. 15
Однако при концентрации нитридов алюми25
55
Введение тантала обусловлено его положительным влиянием на антизадирные свойства и повышение механических свойств и удельной герметичности, Его влияние начинает сказываться с концентрации
0,03 мас.,(„на при увеличении содержания тантала более 0,5 мас, снижаются демпфирующая способность, пластические свойства, стабильность структуры и свойств.
Введение нитридов алюминия, начиная с концентрации 0,05 мас., оказывает эффективное модифицирующее влияние на структуру, ее дисперсность и стабильность ния в чугуне более 0,1 мас.% повышается содержание неметаллических включений по границам зерен, что снижает удельную герметичность, условный модуль упругости и стабильность механических свойств. Использование в составе чугуна карбонитридов циркония обусловлено влиянием и на повышение монолитности матрицы, антиээдирных свойств, дисперсности структуры и износастойкости, поэтому они введены в предлагаемый чугун в количестве 0,06-0,12 мас.%. Верхний предел концентрации карбанитридав циркония ограничен содержанием в 0,12 мас., так как при повышении содержания карбонитридов циркония выше зтога предела появляются неметаллические включения по границам зерен, что снижает удельную герметичность, условный модуль упругости и износостойкость чугуна.
Содержание магния принято от 0,01 мас.%, когда отмечается повышение герметичности, условного модуля упругости и износостойкости при трении с недостаточной смазкой, и ограничено концентрацией 0,06 мас.%, с которой снижаются упруго-пластические свойства, стабильность структуры и характеристики износостойкости и эксплуатационных свойств.
Содержание хрома 0,2-0,5 мас., никель 0,3-1,0 мас.%, меди 0,03-1,0 мас, обеспечивает легирование матрицы, повышение механических свойств, герметичности и иэнасостайкости, но при увеличении концентрации этих пегирующих компонентов выше верхних пределов снижается стабильность структуры механических и эксплуатационных свойств. При концентрации их менее нижних пределов прочность, герметичность и износостойкость чугуна недостаточны, Кальций очищает границы зерен и повышает механические GBQAcTBB и герметичность. Верхний предел концентрации кальция (0,1 мас. ) обусловлен ега раства40
5г1 римостью в. металлической основе, а при снижении концентрации менее 0,05 мас. снижается герметичность чугуна.
Углерод и кремний вместе с марганцем (0,8-1,5 мас.%) обеспечивают получение однородной износостойкай структуры и их содержание и ринято с учетом . установившейся практики получения таких чугунов,,Пример. Опытные плавки чугунов проводят в аткрылгых индукционных печах, Металлический хром Х 98,5 ч, ферромалибден и гранулированный никель вводят вместе с литейными чугунами и металлоломам в щихту, а иэмельченнные брикеты карбанитридов циркония стружку тантала, нитриды алюминия и никельмагниевую лигатуру— непосредственно в ковш при выпуске в нега расплавленного металле. рафинированного кальцинированнай содой.
В табл,1 приведены химические составы чугунов, Температура заливки расплава в сухие литейные формы 1400-1450 С. Для испытаний получают литые заготовки плунжерных пар и образца для физико-механических испытаний, Термическую стойкость определяют в условиях термациклиравания в интервале
20-1000ОС, Износостойкость при трении с недостаточной смазкой определяют при
2 давлении 120-125 кгс/см в условиях скольжения на стендах испыпгания плунжерных пар. Герметичность определяют на специальных образцах с толщиной рабочей части
3 мм, а механические свойства на образцах ф1 00 мм (ГОСТ 1497-85).
В табл,2 приведены результаты механических и технологических испытаний серых чугунов опытных плавок.
Как видно из табл.2, предлагаемый серый чугун обладает более высокой удельной герметичностью и иэносостойкостью при трении с недостаточной смазкой, при загрязнении смазки абразивам, чем известный серый чугун.
Использование предлагаемого серого чугуна для изготовления износостайких литых изделий обеспечивает повышение их надежности и долговечности.
Формула изобретения
Серый чугун„содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, магний, кальций, медь и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износастойкости и герметичности, ан дополнительно содержит молибден, тантал, карбонитриды циркония и нитаиды алюминия при следуюп ем соотношении компонентов, мас. :
Углерод 2.7-3,6
1668458
Таблица 1
Таблица 2
Составитель H.Øåïèòüêo
Техред M.Moðãåíòàë Корректор M,Пожo
Редактор Е.Папп
Заказ 2629 Тираж 567 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент.", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Кремний
Марганец
Хром
Никель
Магний
Кальций
1,2-1,9
0,8-1,5.
0,2-0,5
0,3-1,0
0,01-0,06
0,05-0,1
Медь
Молибден
Тантал
Карбонитриды циркония
Нитриды алюминия
Железо
0,03-1.0
0,02-0,6
0,03-0,5
0,06-0.12
0,05-0,1
Остальное
