Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод кремний, марганец, никель, хром, медь, азот-и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при сохранении коррозионной стойкости, указанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: 1,7-1,9 Углерод 1,6-1,9 Кремний 1,8-3,2 Марганец 8,2-9,0 Никель 1,8-2,7 Хром 5, Медь 0,02-0,05 Азот Остальное Железо К (Л с

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„В0„„1041598 А

Д(50 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I с

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП"ИЙ (21) 3422698/22-02 (22) 13.04.82 (46) 15.09.83. Вюл. 9 34 (72) A.À.Æóêîâ, В.В.Панин и А.И.Небольсин (71) Всесоюзный научно-исследовательский технологический институт приборостроения и Завод-ВТУЗ при

Московском автозаводе им.Лихачева (53) 669.15=196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 406942, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 688532, кл. С 22 С .37/10, 1978. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод., кремний, марганец, никель, хром, медь, азот-и железо, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости при сохранении коррозионной стойкости, укаэанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод 1,7-1,9

Кремний 1,6-.1,9

Марганец

Никель 8,2-9,0

Хром 1,8-2,7

I åäü 5, 5-6., 5

Азот 0,02"0,05

Железо Остальное

1041598

40 дель доететеетое тем, что Ъ тугуне, содержащем углерод, кремний,„. марганец, никель, хром, медь, азот и железо, укаэанные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.Ъ:

Углерод 1,7-1,9

Кремний 1,6-1,9

Марганец 1 8-3,2

ЕЕикель 8,2-9,0

Хром- 1,8-2,7

Медь 5,5-6,5

Азот 0,02-0,05

Железо Остальное

60

Изобретение относится .к металлургии, в частности к изысканию составов чугуна для изготовления литых изделий, работающих в условиях трения в агрессивных средах.

Известен чугун f1), содержащий, 5 вес.Ъ:

Углерод 3,0-3,8

Кремний 2,0-2,5

Марганец 8,0-11,0

Никель 0,8-1,5 10

Медь 2,5-3,5

Алюминий 0,8-1,2

Железо Остальное

Указанный чугун имеет низкие механические свойства в литом состоянии и обладает плохой обрабатываемостью при резании вледствие большого количества карбидов в структуре.

Наиболее близким к предложенному является чугун (2j, содержащий, вес.Ъ:

Угрерод 2.,5-3,0

Кремний: 1,7-2,5

Марганец 0,5-0,9

Никель 9,0-11,0

25 Хром 1,1-2„4

Медь 5,5-6,5

Азот 0,01-0,05

Железо Остальное

Этот чугун имеет аустенитную структуру металлической основы и обладает следующими свойствами:

Предел нр ности при растяжении, кГc/ìì1 23,2-34,0

Предел прочности 35 при изгибе, кГc/ìì 45,0-62,0

Стрела прогиба при расстоянии между опорами, 300 мм, мм 4,2-8,9

Твердость по

Бринеллю, HB 169-200

Скорость коррозии, мм/год 0,015-0,023

Известный чугун обладает хорошей коррозионной стойкостью, но имеет низкую износостойкость и относительно высокую стоимость.

Цель изобретения — повышение . иэносостойкости чугуна при. сохранении коррозионной стойкости.

В предложенный чугун, выплавляд емый по принятой технологии, вводят шихтовые материалы из расчета содержания в сплаве, мас.Ъ: углерод 1,7-1,9, кремний 1,6-1,9, марганец 1,8-3,2,никель 8,2-9,0, хром 1,8-2,7, медь 5,5-6,5 и азот

0,02-0,05.

При таком соотношении ингредиентов чугун имеет более высокую износостойкость, чем прототип при коррозионной стойкости на том же уровне. . Повышение содержания марганца с 0,5-0,9 до 1,8-3,2Ъ обеспечивает повышение износостойкости. Увеличение его содержания выше 3,2Ъ приводит к снижению обрабатываемости сплава за счет увеличения количества карбидной фазы. При содержании марганце ниже 1,8Ъ не обеспечивается требуемая износостойкость чугуна и не достигается полная аустиниэация матрицы.

Указанное содержание марганца позволяет снизить rîäåpæàíèå никеля до 8,2-9,0 мас.Ъ без ухудшения коррозионной стойкости сплава.

При содержании никеля ниже 8,2Ъ наблюдается понижение коррозионной стойкости сплава вследствие бездиффузионного перехода - и образования мартенсита.

Увеличение его концентрации выше

9,0Ъ нецелесообразно иэ-за повышения стоимости сплава.

Повышение содержания хрома по сравнению с прототипом объясняется необходимостью получения стабильной аустенитовой основы во всем интервале температур эксплуатации изделий. Присутствие хрома более 2,7Ъ нецелесообразно, поскольку не достигается усиление положительного эффекта. Содержание хрома ниже

1,8Ъ не обеспечивает требуемой стабильности аустенита и, кроме того, приводит к снижению механических свойств чугуна.

Повышение содержания углерода выше 1,9Ъ, вызывает снижение коррозионной стойкости сплава из-эа возникновения большого количества микропар (графит-матрица) являющихся очагами коррозии. При содержании углерода ниже 1,7Ъ, ухудшаются технологические с зойства чугуна вследствие снижения жидкотекучести распла за. Кроме того, укаэанное содержание углерода в сочетании с приведенным количеством кремния 1,6-1,9Ъ обеспечивает получение устойчивого количества азота 0,02-0,05Ъ, необходимого для достижения высоких механических свойств и высокой стабильности аустенитовой матрицы.

Пример. В индукционной высокочастотной печи при нагреве до

1041/98

1740-1750 К выплавляют чугун трех составов (предложенный) и известный чугун . Присадка азотированного феррохрома (мелкая фракция) осуществляется в конце плавки за 5-10 мин до разливки чугуна по формам. Результаты испытаний приведены в таблице.

1Q41598

«O A. ««) с с «

Г Ъ (Ч РЪ

3 с

«

1!!

3» I () 1 и с и

1

1 (Ч и с и

«-3 CO ««Ъ

ГЧ Г4 СЧ и и и с с с и и и! СЧ

«-! С 3 «Ч и и и с с и и и!

CÎ

Ct«! г1

1 ! ! ! !

«-! l !

1

II

3

I о

«Г) 1 !

«-3 П LA

«Ф Г Ct«

СЧ (Ч <Ч

3Ч «A CO с « с

«33

Л «3 О с3 СР CO

1П . «A «!

in u

Ю CO

РЪ Р3

i и д

3:1 О I

3ЕОО I

I НХХ 1

I Ê t«) Ô !

0ХО ! о

x tt: u

I НЕО„

1ОХ0" l

I I 1 х1о 1

И101д I

М1 ОЦН 1

Н! ХО0

V! 33НО- I

Х I X03C4 1

0 е 1 д х 1

I Н Х

Х 0 t«t

Ю1 ООО а! аа4

<б 1 о а

31 х ! д х!ан

OIeV 1

М1 ttlura I цх 1

1 «\ — — — 3

1 Н 1 I

I (б 1 (б I I

I 3C«Х 1

1 t« I Е 4 И

3б! аО -и

V I Наеп

3С u4О3

1 1 х ц,в!

I Е I ХХ

Е! 3 ЬН Е

Х I ЕООХЮ б

l х! е! ха!

l CII I FtР Н Е

Х1ЕООХ3бХФ1

1

1 О ! t«)

I 1 !

Г i

1 Д

1 Ц

3 Ф I

I g I

1

Е о

I Pi

Х

1 l

1 Д

dp I 1: 1

° Ф 1

01!С 1

3б 3 М

X I

I с

Р1 1 1

3б 1 3б

Н I 4

0! аы 1

О ttt !II I

0!ах

Ф I х 1

3С1 Е

0 1 Ф333 е I а м

Х I Е

1 Ц Ц о

1: а

I с и tt3 ое она

«О

СЧ С«3 о о

Ю (Ч и и с и о а о х

Ю Н «С«1

Q 1 е 1 д

t t«) ° 3 1 с с«, с

СЧ 3«3 1

I и Сч с с с

Ф СО CO

CO «3Р СЧ с с

«-! СЧ С«) «.С3 а t в с

« Ч « 3 ««

С«Ъ

CO Ct« с с

«! «! \« е

tlI «л «4 с с

tCt lA «O

1 и с

«-3

«-3 1

I

33Ъ 1 с и

in с (Ч I

I

«3 1

1041598

Чугуны предложенного состава имеют стабильную аустенитную основу, а свойства их укладываются в пределы:

Составитель Н. Косторной

Редактор A. Долинич Техред М,Костик Корректор A Тяско

Эакаэ 7070/28 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предел прочности при растяжении, МПа

Предел прочности при изгибе, МПа

Стрела прогиба

300, мм

Скорость коррозии, мм/год

Износостойкость, г/ч g

2бб-305

480-545

4,8-7,2

0,017-0,022

0,021-0,028

Эксплуатационные свойства предложенного чугуна превосходят характеристики известного сплава. Это позволяет иэготав. ивать иэ предложенного чугуна детали, обладающие повышенной надежностью и долговечностью в работе.

Использование предложенного чугуна взамен известного дает экономию

64 р. на тонну годного литья, при

10 этом экономия складывается из снижения стоимости легирующих материалов, снижения расходов на эксплуатацию оборудования за счет повышения стойкости изделий из предложенного чугуна и т.п.