Чугун для тонкостенных отливок

 

Изобретение относится к черной металлургии , в частности к разработке составов чугуна для тонкостенных деталей, работающих в условиях повышенных температур, например седел клапанов двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение деформационной способности отливок при сохранении теплостойкости и обрабатываемости. Чугун содержит компоненты при следующем соотношении , мас.%: углерод 3,0-4,0, кремний 2,0-3,0; марганец 0,3-0 8; хром 0.5-2,0; молибден 0,5-2,0; ванадий 0.05-0,15; фосфор 0,2-0,5; никель 0,3-1,5; кальций 0.01-0,03: сера 0,02-0,1; висмут 0,001 -0.005; железо - остальное. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s С 22 С 37/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Оп И САН И Е И ЗОБ РЕ ГЕ Н 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

-)N ì1Ыl. —,.4 (21) 4732567/02 (22) 03,07.89 (46) 23,12.91. Бюл, М 47 (71) Мелитопольский моторный завод (72) Г.И,Слынько, И.П.Волчок и А,Д.Шерман (53) 669.13,018(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1300957. кл. С 22 С 37/10, 1985, Авторское свидетельство СССР

N 1261968, кл. С 22 С 37/10, 1985. (54) ЧУГУН ДЛЯ ТОНКОСТЕННЫХ ОТБИВОК (57) Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разработке составов

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугун- для тонкостенных отливок.

Известные составы чугуна имеют низкую деформационную способность. Вследствие этого в отлитых из такого чугуна тонкостенных деталях при запрессовке образуются микротрещины, приводящие к быстрому разрушению детали.

Известен износостойкий серый чугун, в состав которого входят компоненты, мзс.%: углерод 2,3 — 2,9; кремний 3,1 — 4,1; марганец

1,0-1,9; сурьма 0,02-0 1; алюминий 0.020,1; тантал 0,21 — 0,7; лантан 0.04 — 0,1; висмут

0,002-0,01;железо †остальн.

Однако наличие в этом чугуне тантала и лантана, существенно повышающих микротвердость бейнита, ухудшает деформационную способность чугуна и снижает его обрабатываемость.

„„SU „„1700085 Al чу - HB для тонкостенных деталей, работающих в условиях повышенных температур, например седел клапанов двигателей внутреннего сгорания. Целью изобретения является повышение деформационной способности отливок при сохранении теплостойкости и обрабатывэемости. Чугун содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: углерод 3,0-4,0; кремний

2.0 — 3,0; марганец 0,3 — 0 8; хром 0.5-2,0; мо либден 0,5 — 2,0; ванадий 0.05-0,15; фосфор

0,2 — 0,5; никель 0,3 — !,5; кальций 0,01-0,03; сера 0,02 — 0,1; висмут 0,001-0,005; железо— остальное. 2 табл.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемсму результату является чугун, содержащий следующие комоненты, мас.%. углерод 3,".-4,0: крел ний 2,0-3,0; марганец 0,3 — 0,8; хром 0,5 — 2,0; молибден

0,5 — 2,0; ванадий 0,05-0,15, фосфор 0,2 — 0,5; никель 0,3-1.5; кальций 0,01 — 0.03; алюминий 0,01 — 0,05; сера 0,03 -0,1: железо — остальное.

Как показывают исследования, проведенные на отливках седла клапана, чедостатками зтого чугуна являются низкая пластичность и ударная вязкость, что обусловлено наличием в нем алюминия, способствующего образованию акисной сетки по границам зерен металлической решетки.

Цель изобретения — повышение деформациочной способности отливок при сохранении теплсстойкости и обрабатываемости.

Поставленная цель достигается введением висмута в количестве 0,001—

1700085

0,005 мас.%. Зто усиливает склонность расплава чугуна к переохлаждению при кристаллизации. При вторичном модифицировании жидкого чугуна эффект модифицирования резко усиливается и чугун кристаллизуется с образованием дисперсной звтектики, что обуславливает измельчение структуры и увеличивае. Длформационную способность чугуна в отЛИВК8, Данные о химическом составе опытных плавок предлагаемого чугуна с различными соотношениями ингредиентов и известного чугуна приведены в табл. 1, а механи 38ские свойства чуГуна и Оценка Обрабатывасмости отливок приведены в табл. 2, ЧуГун Выплавляют В индуvциОНHОЙ пе" чи; Шихта cocTGYiT из чушкоВОГО чуг, нд, стального лома, ферросплавов и Графита 3ой стружки. После доводки по химсоста-;"у и перегрева до 1560 С чугун каждой плавки сливают в ковш, вводя под струю Висмут. а в качестве графитизиочк3щих модификаторов ФС 75 л и СК33,.3.

Для и следований подготовлены огытные плавки предлагаемого чугуна и известНОГО, ЧУГуном заливают оболочковые формы седел клапанов двиГателей, толщина стенки которого б мм.

Н а ОтлиВках иссл еду QT ми кростру ктду, определяют разрушающую нагрузку при ПОперечном сжатии и деформацию до pa:"ðyшения, Для Определения теплостойкос: и замеряют твердость при 20 и 500" С (грг3цент снижения твердости flрpи аоо по срав20о С отливки пооходят меканообраб3отк 1, в процессе которой определяют Обрабать ваемость пО количеству обточенных деталей до затупления инструмента, 3уГуны составов 1 — 3 (табл, 1 и 2) с содержа н и ем висмута 0,001- 0,005 обл адг кот большей деформационной спосоан 383 ью при теплостойкости и обраба -, ываемости не ниже, ч8м у известного чуГуна.

Чугуны составов 4 и 5 имеют предлагаемый химический состав с содержанием

Висмута ниже или выше предлагаемых пределов, Уменьшение содержания висмута ни5 же 0„001;4 не дает ощутимого усиления переохлаждения расплава при кристаллизации и вторичное модифицирование не эффективно, что приводит к снижению теплостойкости. Увеличение содержания

<0 Висм TB Вызывает настолько сильнО8 пе реохлаждоние при кристаллизации, что и пбсле модифи дирования В структуое obpaэуется цементит, ухудшающий обрабатыВаемость oYpMBGK. ,о,ополнительный ввод В состав чугуна висмуи позволяет повысить пластичность и деформационную способность чугуна при

8oìp8í6íêи 8ГО теплостойкости и Обраба

Tbf Ваемости лезви4 ным янстрyì6íòofl тон20 костенных деталей, что повышает их надежность и долговечность при работе в условиях высоких температур.

ФОРГИУла изООPет8HÓЯ

25 Чугун для тонкостенных отливок, содержагций УГлеоод, кремний, марГанец, хром, молибден, Ванадий, фОсфор, ник8ль, кальций, серу и железо, О т л и ч а ю ш, и Й с я тем, целью повышения деформационной

ЗО способности отливок при сохранении теплостой3кости и обрабатываемости, Он дополНИТ6ЛЬНО СОД8РЖИТ ВИСМУТ flPM СЛВДУЮГЦЕМ

6Of т Н О Ш 6 Н И И fiO f ã) O H 6 f f TО В, Ма» %

i j)4.-: POP ДQ — s,О

Ь VРемний 2,0-3,0

Марганец 0, -0,8

Хром 0,5-2,0, Молибден G,5-2,03

ВанадиЙ О 05-0 ."5

- :О! Фосфор 0,2-0.,5

НИКОЛЬ 0,Ç-1,5 р. „". л ь 1 и и Q ff ) — Q ОЯ ера Q QQ=Q

Би "м т О,CQ f — - 0,005

Желеэо Сстальное

1700085

Cg

CL

iK

О М

Ф о

Ф о

Л

C"

65 го е

О

Х Ф

Я )Ф я О

0 v г"

I 1

L i

С3 (Ч

CD CD сз гз

СЭ CD — СМ

Ъ С3

CD CD

C 3

СЪ

С3 о о

Щ

Х

Я

Х (. СЪ

С) е— LA

-Л

ОС;

ЕГ>

С3 и >

С3 (-» СЗ

LO ".

С ) С Ъ Ю с> ю! 1

P- г- у о х Б

О цО

zО- т г г=о

col

zueo гО Ф,у

ofXo

v> х

С О. О

CO

Щ

1о о о

>Я

К б о е

Х

К

Х г. гз

mmФ> х X

Z,K Ф m

О =т с тхФОС в --и

v <> О

О гг> С9 Z е е

I юЯ

K Ф

zeX (т х

CL

Ф а о +cD

LA

Ф т Ф м О

z х Х о W у 1700085

Таблица2

Твердость ивс лри

20 C

Твердость HRC npu 00 С

ЧуГун

Обраба гы ваемость

IIarpyaxa разрушения,кгс

Среднее снижение твердосДеформация до разрушения,ми

Пределы Среднее

Прсдегы Среднее

Пределы СредПределы Среднее нее

240-260

230-250

210-230 т1редлаИаемый

2

8арианты

5

Известный

42-48

39-46

40-42

45 „:л 28ь-32"Ф т 30

43 25-28 27

41 24-27 26

127 1,3-1,5 1,4

128 1,2-1,4 1,3

128 1,2-1,6

I 21-,33

I 18-137

121-135

33

37

42

24-26

30-33

39-45

45-50

107 1,1 "1,3 1,20

135 1,4-1,6 1,50

270-300

180-200

3"l 02-112

130-141

220-250 121-130 125 0,9-1,1 1,0

43-46 45 . 26-30

38

П р и и е ч а н и e: (+} Обрабзтываемость - количество обточенных деталей до затугления инструмента

Составитель Л.Демина

Техред M,Mîðãåíòàë

Корректор M.Äемчик

Редактор Н.Бобкова

Заказ 4445 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при I КН Т СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.гагарина, 1ц1