Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод кремний, марганец, медь, магний, церий и железо,.о г л и ч а ю щ и и с я тем, что,Ь Целью, повышения механических свойств, он дополнительно содержит бор, ниобий и азот при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 2,8-3,2 Кремний1,75-2,50 Марганец0,3-0,8 Медь0,6-1,5 Магний0,03-0,08 Церий0,03-0,08 Бор ;0,008-0,020 Ниобий ;. 0,03-0,10 АЗОТ. 0,03-0,10 ЖелезоОстальное

СОЮЗ GOBETCHHX

С ЮЛЯ

РЕСПУБЛИК.(1% (ll) ф(Я) С 2 2 С 3 7 1 0

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ :. l. (21) 3437900/22-02 (22) 17.05.82 (46) 15.09.83. Бюл. Р 34 (72) В.В.Капелюх, К.В.Шукин, И.В.Кузьмин, В.Н.Титкин и Е.H.Аладжальян (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССв

9 696064s кл. С 22 С 37/00, 1979.

2, АвторсКое свндетельство СССР .9 375315 Кл. С 22 С .37/00, 1973. (54)(57) чуГуН, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний церий и железо,.отличающийся тем, что, С целью. пцвышейия механических свойств, он дополнительно содержит бор, ниобий и азот при следующем соотнснаении компонентов, мас.Ф:

УгЛерод 2,8-3,2 .. Кремний 1,75-2,50

Марганец О, 3-0,8

Медь 0,6-1, 5

Магний 0,03-0,08

Церий 0,03-0,08

Бор; 0,008-0,020

Ниобий 0,03-0,10

Азот 0,03-0,10, Железо Остальное

1041599

30

220.-280

Изобретение относится к металлур- гии, в частности к изысканию составов высокопрочных чугунов, работающих в условиях трения и износа.

Известен чугун 1, содержащий, вес.%: 5

Углерод 2,5-3,5

Кремний 2,5-4,3

Марганец 0,07-1,2

Никель 0,7-1,7

Хром . 0,03-0,7

Молибден 0,03-1,1

Алюминий 0,03-0,15 Магний 0,03-0,08:

Церий 0,001-0,005

Ванадий 0,03-0,35

Сурьма 0,03-1,15

Азот 0,01-0,03

Железо, Остальное

Наличие в данном чугуне .таких компонентов, как никель (до 1,7%) и молибден (до 1,1%) делают его дорогостоящим.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун f2) следующего химического состава, вес.%:

Углерод 3,4" 3,7

Кремний 2,4-2,8

Марганец 0,8-1,2

Никель 1,,2-1,5

Хром 0,35-0,8

Молибден 0,6-1,1

Магний 0,03-0,1

Медь 0,3-0,9

Церий 0,.001-0,01 35

Железо Остальное

Этот чугун имеет следующие механические свойства после термообработки ..

Предел прочности, 40 кг/мм 2 57-64

Твердость НВ, кг/мм Относительное удлинение, % 1,5-4 45

Ударная вязкость, кг.м/см

2.

1,5-3..

Основными недостатками известного чугуна являются низкие механические свойства, что не позволяет использовать его в тяжелонагруженных условиях работы деталей. Кроме того, наличие в составе в значительных количествах дефицитных элементов - молиб.дена до 1,1% и никеля до 1,5%, снижает экономичность его применения.

ЦеЛь изобретения — повышение механических свойств чугуна.

Для достиженйя указанной цели чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний, церий и железо, дополнительно содержит бор, ниобий и азот при следующем соотношении компойентов, мас.%:

Углерод 2,8-3,2

Кремний 1,75-2,5

Марганец 0,3-0,8

Медь 0,6-1,5

Магний 0,03-0,08

Церий 0,03-0,08

Бор 0,008-0,02

Ниобий 0,03-0,1

Азот 0,03-0,1

Железо Остальíое

В основу повышения прочности чугуна положен принцип микролегирования состава ниобием и бором, а также образование нитридов этих элементов, являющихся дополнительно центрами кристаллизации как при эатвердевании расплава, так и при термиЧеской обработке изделий.

Предложенный чугун более экономичен эа счет исключения иэ его состава дорогостоящих и дефицитных элементов — молибдена и никеля.

С целью сравнения механических свойств были выплавлены в индукционной йечи типа МГГ-102 с основной футеровкой чугуны, имеющие составы ингредиентов, указанные в табл. 1.

Предлагаемые составы чугуна отли чаются друг от друга содержанием бора, ниобия, азота, а также содержанием железа, составляющим дополнительную до 100% часть в каждой смеси. Максимально допустимые. пределы содержания в чугуне серы и фосфора в качестве примесей равны соответственно, вес.%:.0,03 и 0.,1.

Механические свойства чугунов предложенного и известного составов приведены в табл. 2.

Как видно иэ таблицы, механичес- кие свойства предложенного чугуна на 6-30% выше, чем известного.

При содержании в чугуне бора; ниобия, азота ниже указанных пределов наблюдается снижение механических свойств чугуна. Их содержание выше указанных пределов приводит к ухудшению пластических свойств чугуна и его обработки.

Кроме. того, использование в .предложенном чугуне-повышенного ! содержания меди позволяет получить высокие механические свойства и улучшить обрабатываемость деталей. ,Пониженное. содержание углерода, марганца, кремния способствует

1повышению пластических свойств чугуна;

Из чугуна предложенного состава были изготовлены шестерни редукторов вентиляторов градирен, стоимость. которых на 40% ниже стоимости шестерен, изготовленных из чугуна известного состава. Стойкость шестерен иэ известного чугуна составляет

5250 ч, из предложенного — 7300 ч.

1041599,Таблица 1

Состав чугуна, aeq. Ингредиенты

Предлагаемый

Известный

1 2

3 12

0,47

2,80

3,5

3,20

0,30

0,80

1 05

2,08

1,75

2,7

2 50

0,6

1,3

0,75

О, 94

0,67

0,7

1,51

0,01

0 i 008

О, 02.

0,10

Бор

0,03 0,07

Ниобий

Азот

0,03 0,06

0,1

0i03

0,04

0,08

0,04

Магний

0,03

0i08

0,О3

0,01

Церий

Сера

Фосфор

0,02

0,02

0,02

0i02

0,07

0,07

0,07

0,07 железо

Остальное, iTаблица 2 I

Показатели для чугуна

Свойства

Предложенного

Известного

Г Г

Предел прочности, .кг/мм 68

Твердость НВ, кг/мм 220

76

64

255

285

269

Относительное удлинение, Ъ

8,0

3,0

10,0

4,0

Ударная вязкость, кг.м/см

4,5

2,2

ВНИИПИ Заказ 7070/28 Тираж 627

Подписное

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

Углерод

Марганец

Кремний

Хром

Никель

Молибден

Медь

Остальное Остальное Остальное