SU1266891A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к Области производства черных металлов, примен емых дл  получени  отливок, рабо- танщих в парах трени  при высокой скорости и больших гидравлических давлени х. Целью изобретени   вл етс  повышение механических, антифрикционных свойств и гидроплотности чугунных отливок. Предложенный чугун содержит, мас,%: углерод 2,83 ,5; кремний 1,8-2,7; марганец 0,5Г ,2; медь 0,2-0,7; фосфор 0,1-0,2; магний 0,03-0,05; барий 0,1-0,3; индий 0,05-0,1; железо остальное. с 2 табл.®

Description

to

О5

о

СХ5

;о - Изобретение относитс  к производству черных металлов, примен емых дл  получени  труб, гильз, блоков и других отливок, работающих в качестве антифрикционных в парах трени  и высокого гидравлического давлени , и может быть использовано в металлургической судостроительной машиностроительной и других отрасл х промьшшенности. Целью изобретени   вл етс  повышение механических, антифрикционных свойств и гидроплотности чугуна. Прим е р. Вьшлавку чугуна про изводили из свежих шихтовых материалов в индукционной печи емкостью 25 кг в тигле с кислой кварцевой фу теровкой. При температуре чугуна заливали слитки типа скамейка . . Химический состав предлагаемого и известного чугунов приведен в табл.1. Выбор количественного соотношени элементов сделан, исход  из следующих соображений. Содержание углерода колеблетс  в пределах 2,8-3,5%, что облегчает процесс получени  металла в вагранках , повьппает литейные свойства чуг на. Увеличивать содержание углерода вьш1е верхнего предела нецелесообраз но так как это отрицательно сказывае с  на механических свойствах чугун Кремний содержитс  в количестве 1,8-2,7%. Содержание кремни  вьше 2,7% вызьшает по вление хрупкости даже при обычном содержании марганц и фосфора. При уменьшении содержани . кремни  ниже 1,8% в тонких отливках может быть выделение графита в виде пластинчатого, кроме того, увеличиваетс  область повышенных усадочных раковин, что отрицательно сказывает с  на гидроплотности. Марганец оказьюает на структуру чугуна вли ние, противоположное вли .  нию кремни , уменьша  количество феррита и увеличива  количество перлита , в св зи с чем повьш1аетс  О, и понижаетс  д Поэтому дл  получени  высокой пластичности содержание марганца не должно быть ниже 0,5%, что исключает термообработку. При увеличении марганца вьше уменьшаетс  чугуна. Содержание марганца выше 1,2% приводит к увеличению колигчества перлита и увеличению порога хладколомкости. Фосфор оказьшает весьма существенное вли ние на структуру и свойства чугуна, образу  ФЭ и понижа  удлинение и ударную в зкость, поэтому его содержание не должно превьш1ать 0,2%, а в толстостенных отливках, где широко развиваетс  ликваци , содержание должно быть 0,1%, что способствует сохранению мелкозернистой структуры . Медь должна быть в количестве 0,20 ,7%. При повьш1ении содержани  меди больше 0,7% образуетс  пластинчатый графит, а при снижении меди ниже 0,2% повышени  прочности чугуна не происходит. Введение магни  в указанном соот ношении (0,03-0,05) оказьшает положительное вли ние как сфероидизатор, если меньше магни , то графит кристаллизуетс  в шаровидную форму только частично, вследствие чего механические свойства чугуна понижаютс . Более высокое содержание магни  (более 0,05%) приводит сначала к образованию цементита в сырой структуре, а затем к перемодифицированию.(образованию пластинчатого графита). Более низкое содержание магни  (меньше 0,03%) не приводит графит в шарообразную форму, что отрицательно вли ет на антифрикционные свойства. Введение в состав чугуна инди  в количестве 0,05-0,1% и бари  в коичестве 0,1-0,3% с низкойтемпературой плавлени  способствует получению требуемой шаровидной формы графита и мелкозернистости структуры, улучшает пластические свойства чугуна , что св зано с преимущественным распределением этик элементов внутри зерен. Кроме того, эти элементы способствуют укреплению границ зерен, так как все окислы вытесн ютс  вовнутрь зерен. Вместе с тем, индий, и барий  вл ютс  раскислител ми, вве- . дение которых повышает качество металла , способствует повьшению плотности отливок, особенно в тонких сечени х, таких изделий, как гидроблоки. Снижение содержани  элементов меньше нижнего предела не обеспечивает всех вышеприведенных качеств высокопрочного и антифрикционного чугуна. Повьш1ение содержани  указанных элементов выше верхнего предела резко снижает

ластические свойства чугуна за счет выделени  окислов, инди  и бари  на границах зерен.

Из полученных слитков изготовл ли образцы дл  исследовани  механических 5 антифрикционных свойств чугуна. Кроме того, изготовл ли пробы на гидроплотность .

Испытани  на разрыв образцов проводили на машине марки Р-5, на удар - ю на машине КМ-30. Антифрикционные свойства чугуна определ ли на машине трени  МИ-1 по схеме ролик - частичный вкладыш с посто нной скоростью скольже ш  V 0,45 м/с.

В табл.2 по результатам испытаний приведены механические, антифрикционные свойства и гидроплотность предлагаемого сплава в сравнении с известным .20

Как видно из таблицы, чугун предлагаемого состава обладает высокими kexaHH4ecKHMH, антифрикционными свойствами и гидроплотностью.

Кроме того, предпагаемьй сплав по- 25 казал высокую работоспособность при йщительных испытани х на стендах в Еистеме гидронасосов и гидромоторов.

изготовленных из предложенного состава чугуна, составил 32000 ч при уделных давлени х до 400 атм и литейных скорост х до 15 м/с.

Таким образом, предлагаемый сплав по механическим, антифрикционным свойствам, износостойкости и гидроплотности превосходит известные чугуны .

Claims (1)

1. Формула изобретен и  

   Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, медь, фосфор, магний и железо,в отличающийс  тем, что, с целью повышени  механических антифрикционных свойств и гидроплотности , он дополнительно содержит барий и индий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод 2,8-3,5

   Кремний1,8-2,7

   Марганец 0,5-1,2

   Медь0,2-0,7

   Фосфор0,1-0,2

   Магний . 0,03-0,05

   Барий0,1-0,3

   Индий0,05-0,1

   Таблица 2