Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, иттрий, титан, ванадий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения фрикционных свойств, он. дополнительно содержит азот, ниобий и селен при следующем соотношении KOMnoifeHTOB, мас.%: Углерод 3,0-3,6 Кремний 1,6-2,4 Марганец 0,5-1,2 Церий 0,002-0,02 Иттрий 0,002-0,01 титан 0,05-0,2 Ванадий 0,,2 Азот 0,12-0,32 Ниобий Р,01-0,22 Селен 0,01-0,06 Железо Остальное

CQO3 СОВЕТСНИХ

MONINt

РЕСПУБЛИК эю с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н автаоскомм свидктеъствм

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3409603/22-02 (22) 22.03.82 (46) 07.07.83. Вюл. Р 25 (72) М.И. Карпенко и A.Ê. Карпов (71) Производственное объединение

"Гомсельмаш" (53) 669.15-196(088.8) (56) 1.. Авторское свидетельство СССР

В 692887, хл. С 22 С 37/10,. 1979.

2, Авторское свидетельство СССР

9 815064, кл..С 22 С 37/10, 1981 . (54)(57) чуГун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, иттрий, титан, ванадий и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью

SU, 02726 A повышения фрикционних свойств, он. дополнительно, содержит азот, ниобий и селен при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ

Ф углерод 3, 0-3, 6

Кремний 1, 6-2, 4

Марганец 0,5-1,2

Церий О, 002-0, 02

ИттрИй 0, 002-0, 01

Титан О, 05-0, 2

Ванадий О, 05.-.О, 2

Азот О, 12-0, 32

Ниобий Р, 01-0, 22 Селен 0,01-0,06

Железо Остальное

1027263

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию состаsos чугуна для изготовления износостойких деталей.

Известен серый чугун (1 1, имеющий следующий химический состав, вес.%|

Углерод 2,8 3,6

Кремний 1,4-2, б

Марганец 0,8-1,6

Иттрнй О, 06-0, 12

Цирконий О, 05- О, 15

Редкоэ е.мельные элементы 0,08-0,20:

Железо Остальное

Данный чугун обладает недостаточ-. ной стабильностью износостойкости. q твердости. в отливках различной тол щины.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности g достигаемому результату является серый чугун следующего химического состава, вес.%:

Углерод 3,0-3,6

Кремний 1,6-2,4

Марганец О, 4-1, 2

Церий О, 002-0, 02

Иттркй О, 002-0, 02

Титан О, 05-0,2

Ванадий О, 05-0, 2

Железо Остальное

Чугун в качестве пркмесей может содержать фосфор до 0,2% и серу до

0,15%.

В лнтом состоянии известный чугун имеет предел прочности 216-226 NOa, а износ в условиях сухого трения скольжения прк удельном давлении

0.,5 МПа и скорости 2 м/с составляет

0,0035 — 0,0065 мм/1000 м (2 ).

Недостатком известного чугуна являются низкие фрикцконные свойства в условиях трения без смазки, осо-. бенно прк.повышении температуры контакта до 500 С.

Целью изобретения является повыше ние фрикционных свойств чугуна в отливках.

Поставленная цель достигается. тем, что в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, церий, иттрий,титан, ванадий и железо, дополнительно введены азот, нкобкй и се.лен при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 3,0-3,6

Кремний 1,6-2,4

Марганец О, 5-1, 2

Титан О, 05-0, 2

Ванадий 0,05-0,2

Церий О, 002-0, 02

Иттрий О, 002-0, 01

Азот 0,1 2 0,32

Ниобий О, 01-0,22

Селен . О, 01- О, 06

Железо Остальное

Присутствие в сером чугуне 0,120,32% азота дополнительно мнкролеги. рует твердь@ раствор,. измельчает структуру отливок, повиаает износостойкость к фрикцконные свойст.ва, При содержании азота до О, 12 вес Л

15 его влияние оказывается незначитель ным, а прн повышении их концентрации более 0,32 вес.% снижаются пластические свойства чугуна в отливках. Ниобий в количестве 0,01-0,22 вес.%

20 способствует повЫшению износостойкос-.. ти и фрикцконных свойств чугуна в отливках. При содержании ииобия до

0,01 вес.% его влияние на коэффициент трения и другие фрикционные свойства

25 незначительно, а при концентрации ннобия более 0,22 вес,% снижаются фрикционные свойства чугуна в отлив-. ках. Селен в количестве 0,010,06 вес% способствует стабильности . Фрикционных свойств чугуна в отливках.

При увеличении концентрации селена более 0,06 sec.% отмечается снкжение термической стойкости к повышенный износ прк торможении, а.при содержа ник селена менее 0,01 вес.% его влиЗ5 янке на фрикционные свойства незначительно, особенно прк массивных стенках отливок.

Составы серых чугунов известного и предложенного, которые выплавляли

4{) в индукционных печах с кварцитовыми ткглямн емкостью 150 кг, представлены в табл.,1. Азот вводили в конце плавки с использованием порошкообраз ных азотированных ферросплавовi ииобия 0,017-0 035% от массы чугуна и ферротитана 0,014-0,075% от массы чугуна. Одновременно азотом вдували . порошок лигатуры, содержащей 51% марганца, 15% ванадия, 4,5% селена, 3,7% азота, 13;1% кремния, остальноежелезо. Температура чугуна при продувке азотом составляла 1470-1500©С.

Продолжительность продувки 30-110ОС.

Температура чугуна прк заливке составляла 1340-1366 С. Фрикциониые свойства чугунов приведены в табл. 2.

Химический состав испытываемых на из-. нос отлквок4

1027263

Э о х

443 ! о. о

° 41

Щ 1

33.1

Х 1

I к!

1 о!

<б 1

1 I 1 I

I

I

I

1

1

l в: в

t в о

4Ч о

1 I I

4О о с.D а-4 РЪ о о с с о о

I I о

4Ч

4Ч с с о о н! в

О 4 с о о

1

1

1 .1

4Ч 4Ч Ъ 4Ч с с о о

4Ч 4-.

° «4 %4 с с о о

4Ч с о

44l (-4 о с Q

4Ч 4Ч с с о о г4 с о а4 4Ч с

D О

4А а4 о о . о

4 о с

4О с о Ч с-4 с li .4Ч .4Ч

О 44 с с

4 3 4Ч с

I

1

1

I

3

1.

I:

1

1.

I

1

I

Щ

Э ° с

Ц 441

3=3 МФ

3 о

I " 1

1 l

I 1

3 1 о ! cO 1

I Ф 1

I Ф 1

М

1 I

13

1 1

I I

I L 1

I Ф I

1 Ц I

I Э 1 о

О3

1 I

1 Ф 1 м е о

1 Х ! Ж

3 1

3 f0 I

1 сС 1

1,1

1 3 \

1 C I

1 I:Х 1.1

3 1 443 I

I I Х 1

1 Л l6

1 443

1 14

1 I

1 I.

1 1 443 1

1 1 Ж I

1 1 Н 1

1 с4

1 1 I

I Ф 1

1 1 Х 1

3 Ф 1

I . I

1 1 М I

1 1 3

I 3 I

3 1 I

I ) Я 1!.О) а

1 e I Ф 1 1 х 1 В-1.

I I 1

1 Р

Л 443 1. 1

О) Ы

3 341 Э I

Х) ДХ! Ф 1 44346 I

1 Х 1 в.4 1

О) л

1 g Ь.— -1

О) 1 1.

I 331

I 1 C I

Э 3 Ch 14 I

1 М I МХ I

1 33!

I Ф I Э 1

I IXI 414

О) 4О

О) 334 а.4 . 4Ч 4Ч IA о о . ь о о о о о с о о

4Ч . 4Ч I о о о с О О ь с с о о ь

441 В ф с с с о о о

СЧ а-4 с с о о

4Ч ч-4 о о с с о о

4Ч Ю с .с о

Ю 4Ч с с

° Ч 4Ч

Ю ч3

1

1

I

1

I

I.

1

I

1

I

I ..

I

I

1

1

1

I l

l

1

1

1

3

1

1

3 1

1 .1

I .1

I I

1027263

Ю ЮО

rv .1 4 с с о о

Ф»

Ill о с о

С4 (ъ !

» о

<Ч ЯЪ а.4 о

» с о о н 1

I .fl

RK

Ц с

e I в

3 о

1 O о

<Ч

1 4Ч

I о а Ч а-1

» » о о

I

1

I о ох х х аахм х6! х3

Х!Ео

Ко х И.до

Ч О. 1 ехо

0>A) О с о ч о о с» о о

1

1

1

1

1

1

1

1

1 с

1 о

Ри

5х

Ц Н е и а,о д х

I

I

I U

1 О о о

° Э т1 <Ч Ф Ф Ф о о о

Ь С С о о.о

CO 1Ч Ch ("> 3

» » с о о о

ФЪ tfl 1» 1О

Р ) чР У Ф

». с » » о о о о

<Ч IA П3 Ф "Ф гЧ а1 о о о о

»» » » о î о о

Ю Ol г» со гв

1027263

Составитель Н.Косторной

Редактор В. Данко Техред ц,далекорей.Корректор Г. Решетник

Йаказ 4678/31 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Испытания на износ проводились ,на машине МТ-2. в условиях сухого трения скольжения при скорости 2 м/с и температуре на поверхности контакта

220 и 500 С а скорость изнашивания при торможении определена на инерци- 5 онных стендах.

Повышение уровня иэносостойкости и фрикционных свойств при высоких значениях прочности позволяет ожидать увеличение фрикционной стойкости 10 иэделий иэ чугуна предложенного состава, работающих в высоконагруженных парах трения.

Ожидаемый экономический эффект от использования чугуна предлагаемого состава составит от 14 до 20 руб. на тонну годного литья, что при объеме использования по прбиэводственному объединению "Гомсельмжа" в 2,5 тыс.т в год составит от 35 до 50 тыс. руб. в год.