Износостойкий чугун

 

ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий редкоземельные металлы, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, антифрикционных свойств, твердости и прочности, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 3,1 -3,8 2,3 -3,5 Кремний 0,42-1,0 Марганец Хром 0,7 -1,5 0,05-0,5 Никель 0,7 -1,51 Медь 0,03-0,31 Ванадий i Редкоземельные 0,008-0,06 металлы (Л 0,008-0,015 Кальций Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

М59С 22 С 37 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0lVlY СВИДЕТЕЛЬСТВ/

0,008-0,06

0,008-0,015 остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbITMA (21) 3467753/22-02 (22) 14.05.82 (46) 23.01 84. Бюл. 9 3

172) В.N.Павлиский, N.M.Левитан, О.Н.Крючков, В.Ф.Злобин, A.Á-,. Менакер, Г.A.Êàïàñü, В.Г.Кожевников, Я.И.В ерман, С.Я.Рубинштейн и И.В.Лазарь (71) Центральный ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт и Киевский завод

Нм. Лепсе (53) ° 669.15-196 (088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

9 361216, кл. С 22 С 37/00, 1970, 2.Авторское свидетельство СССР

9 722981, кл. С 22 С 37/10, 1980.

ÄÄSUÄÄ 1068531 - А (54) (57) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН, держащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий; редкоземельные металлы, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, антифрикционных свойств твердости и прочности, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Углерод 3,1 -3,8

Кремний 2,3 -3,5

Марганец 0,42-1,0

Хром 0,7 -1,5

Никель 0,05-0, 5

Медь 0,7 -1,51

Ванадий 0,03-0,31

Редкоземельные металлы

Кальций

Железо

1068531

0,7 -1,51

0,03 -0,31

Т а б л и ц а 1

Сплав

3,5

l,д

3,1

0,5

1,5

0,7

2,56

3,4

0,7

0 69

0 05

0,51

3,8

0,9

0,42

2,3

0,35

2,6

0,6

0,22

Известный

3,6

0,55

0,1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составам износостойких чугунов для деталей машин, работающих в узлах трения и подвергающихся абразивному, адгези онному и коррозионному изнашиванию, например гильз цилиндров внутреннего сгорания, не требующих закалки.

Известен износостойкий чугун для незакаливаемых гильз состава, мас.Ъ углерод 3,0-4,0; кремний 2,0-2,5;марганец 0,5-1,0; хром 0,4-0,8; никель 0,2-1,0; медь 0,4-1,2; титан 0,07-0,2; фосфор 0,1-0,3; бор

0,008-0,2 и железо — остальное (1).

Однако указанный чугун обладает недостаточными антифрикционными свойствами, что приводит к задиру поверхности и повышенному ..износу сопряженного элемента пары трения, например поршневого кольца. наиболее близким к изобретению по технической сущности и химическому составу является чугун.соста-. ва, мас...Ъг углерод 3„4-3,9; кремний 2,3-2,9," марганец 0,3-0,9; хром 0,1-0,35; никель 0,1-1,0,медь

0,2-0,8; титан 0,03-0,2р ванадий

0,03-0,2;. кальций 0,02-0,1;. редкоземельные металлы 0,03-0,3; фосфор 0,3-0,6 и железо — остальное(2). недостатками известного чугуна являются недостаточно высокие износостойкость, антифрикционные свойства, а также твердость и прочность.

Цель изобретения — повышение износостойкости, антифрикционных свойств, твердости и прочности.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, редкоземельные металлы, кальций и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ъ:

Углерод 3,1 -3,8

Кремний 2,3 -3,5

Марганец 0,42 -1,0

Хром 0,7 -1,5 никель 0,05 -0,5

Медь

Ванадий

Редкоземельные металлы 0,008-0,06

Кальций 0,008-0,015

5 Железа Остальное

В качестве примесей чугун может содержать титан до 0,15Ъ, фосфор до О,ЗЪ и серу до 0,1Ъ.

Повышенное содержание хрома

10 (0,7-1,5Ъ) и более низкое содержание кальция (0,008-0,015Ъ) позволяет получить чугун, обладающий комплексом физико-.механических свойств,„ удовлетворяющих требования к материалам, работающим в узлах трения при высоких технологических свойствах.

Пример. Чугун плавили в индукционной печи на шихте, состоя2р щей из литейного или передельного чугуна, стального скрапа, возврата и ферросплавов. Расплав чугуна после перегрева до 1380-1440 С модифици. ровали в ковше смесью ферросилиция

5 ФС-75 (0,2Ъ) и силикомишметалла (0,05-0,1Ъ). Температура заливки

1340-1390 С.

Испытания включали отливку заготовок гильз цилиндров и образцов для оценки механических свойств и 0 анализа микроструктуры. Химический состав чугунов приведен в табл. 1, свойства — в табл. 2.

Микроструктура чугунов: а) графит пластинчатый равномер35 но распределенный, длина пластин. до 180 мкм, перлит тонкопластинчатый и сорбитообразный, карбиды и фосфидная эвтектика (7 об.Ъ); б) графит пластинчатый равномер40 ного, местами розеточного распределения, длина. пластин до 200 мкм, перлит тонкопластинчатый, карбиды. и фосфидная эвтектика (6 об.Ъ); в) графит пластинчатый розеточного распределения, дЛина пластин до 220 мкм, перлит тонкопластинчатый и сорбитообразный, карбиды и фосфидная эвтектика (11 об.Ъ) .

1068531

Продолжение табл. 1

1 Г 1 I

Сплав

0,1 Остальное

0,03

0,02

0t l0

0 17

0,06

0,15

011

0,31

0,05

0,008

0,09

0,2

0,45

0,06

0,06

0,1

Известный

Известный чугун — графит пластин- 15 тонкопласт4ннатый, фосфидная чатый, равномерно распределенный, эвтектика (4 об. Ъ) и Феррит длина пластин до 250 мкм, перлит (10 об.Ъ ). аблица2

Антифрикционные свойства

МПа s

МПа

Глубина отбела, мм

НВ

Сплав

1,7

270

1 82

250

1,7

280

1р2

209

Известный

Ожидаемый экономический эффект

4g в народном хозяйстве от использования предложенного чугуна для гильз тракторного двигателя Д-240 на программу 2 млн,штук гильз в год составит 4400 тыс.руб.

Составитель В.Муравьев

Редактор Г.Безвершенко Техред И.Метелева Корректор A.Повх

Заказ 11418/24 Тираж 603 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4

7 276,476

6 283 478

9 280 471

4,5 163 406

Моторно-стендовые заводские испытания показали, что износостойкость незакаливаежах гильз цилиндров из предложенного чугуна в 15 — 20 раза выше серийных.

0,015

0,01

0,008

Относительная износостойкость (эталон перлитный серый чугун) Хорошая прирабатываемость, отсутствие задиров на поерхности цилиндров

Слабые задиры на поверхности цилиндров, повышенный износ поршневых колец