Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, церий, один элемент, взятый из группы , содержащей титан и бор, и железо, отличающийся тем, что. с целью повышения удароустойчивости и коэффициента относительной фрикци-. онной стойкости, он дополнительно содержит алкя4иний и гафний ри следующем соотнощении компонентов, мае. %: Углерод2,2-3,3 Кремний 0,8-2,0 0,2-1,0 Марганец Хром 0,07-0,20 0,05-0,90 Молибден 0,005-0,020 Церий Один из элементов, взятый из группы, содержащей титан 0,01-0,08 и бор 0,05-0,20 Алюминий 0,02-0,10 Гафний (Л Железо Остальное

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0Ф (И) 3(я) С 22 С 37/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР (21) 3580282/22-02 . (22) 15.04. 83 (46) 15.06.84. Бюл. У 22 (72) .М.И.Карпенко, Е.И.Марукович и А.К.Карпов (71) Могилевское отделение физико- технического института АН БССР (53) 669.!5-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 872590, кл. С 22 С 37/10, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

У 449981, кл. С 22 С 37/08, 1974. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, церий, один элемент, взятый из группы, содержащей титан и бор, и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения удароустойчивости и коэффициента относительной фрикционной стойкости, он дополнительно содержит алюминий и гафний ри следующем соотношении компонентов, мас. Ж:

Углерод 2,2-3,3

Кремний 0,8-2,0

Марганец 0,2-1,0

Хром 0,07-0,20

Молибден 0,05-0,90

Церий О, 005-0, 020 ,Один из элементов, взятый из группы, содержащей титан и бор 0,01-0,08

Алюминий 0,05-0,20

Гафний 0,02-0,10

Железо Остальное

10977

30

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, церий, один элемент, взятый из группы, содержащей титан и бор, и железо, дополнительно содержит алюминий и гафний при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод 2,2-2,3

Кремний 0,8-2,0

Марганец 0,2-1,0

Хром 0,07-0,2

Молибден 0,05-0,9

Церий 0,005-0,02

Один из элементов, взятых иэ группы, содержащей титан и бор 0,01-0,08

SS

Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке составов чугуна для деталей тормозных устройств, работающих в условиях г повышенных температур. 5

Известен чугун )1), содержащий компоненты в следующем соотношении, вес. 7;:

Углерод 2,20-2,60

Кремний 1,0-1,60 10

Марганец 0,05-0,50

Хром 0,10-0,25

Алюминий 0,12-0,20

Церий, 0,005-0,04

Железо Остальное

Данный чугун имеет низкую удароустойчивость и коэффициент относительной фрикционной стойкости.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 20 к предлагаемому является чугун (2) следующего состава, вес. Ж:

Углерод 1,8-2,8

Кремний 1,2-2,2

Марганец 0,35-3,8 25

Хром 9,0-10,6

Молибден 0,4-2,2

Никель 0,1-0 5

Медь 0,1-. 0,5

Титан 0,1-0,5

Церий 0 01-0 5

Бор 0,005-0,25

Железо Остальное

К недостаткам известного чугуна следует отнести низкую удароустой- 35 чивость и невысокий коэффициент относительной фрикциониой стойкости.

Цель изобретения — повышение удароустойчивости и коэффициента относительной фрикционной стойкости. 40

04 2

Алюминий 0 05-0,2

Гафний 0,02-0,10

Железо Остальное

Дополнительная присадка гафния в количестве 0,02-0,1 вес. 7 повыша-. ет однородность структуры, коэффициент относительной фрикционной стойкости и удароустойчивость. При концентрации гафния менее 0,02 вес. % не достигается существенное повышение однородности структуры, коэффициента относительной фрикционной стойкости и удароустойчивости. При концентрации гафния более 0,1 вес. X увеличивается износ при торцевом трении с большими скоростями, увеличивается отбел и снижаются пластические свойства, а также удлиняется процесс плавки чугуна. Нижний предел содержания гафния можно рекомендовать для тонкостенных отливок, а верхний — для толстостенных.

Дополнительная присадка алюминия в количестве 0,05-0,2 вес. 7 повышает удароустойчивость, фрикционные. свойства и термическую стойкость.

При содержании менее 0,05 вес. Ж его влияние на свойства незначительно.

При содержании более 0,2 вес. 7 увеличивается количество неметаллических включений по границам зерен, что снижает удароустойчивость и пластичность.

Пример ° Чугун выплавляют в индукционных тигельных печах с кислой футеровкой. В: качестве шихтовых материалов используют отходы стали марки Ст.3 прессового цеха, литейные чугуны, электродную стружку и ферросплавы. Заданные химические составы получают присадкой карбюризатора и ферросплавов при достижении перегрева расплавленного металла до 1510 С. Присадку ферромолибдена, феррогафния и ферробора производят непосредственно в тигель печи, а ферротитан и церий — в разливочный ковш при температуре 1430 С.

В качестве флюсов при выплавке чугунов используют технический криолит (ГОСТ 1056-73), а для десульфурации — кальцинированную соду. Фрикционные литые изделия получают заливкой расплава в песчано-глинистые формы при 1350-1380 С, После присадки модифицирующих добавок отливают проа бу на отбел (ГОСТ 7293-79) и другие технологические пробы. ном.

Таблица!

Содержание компонентов, вес. Ж

Компоненты

Известный серый чугун

Предлагаемый серый чугун

3,3

2,5

2,7

2,8 3,3 2,2

1,6 0,8 2,0

0,5 1,0 о,г

2,2

1,8-2,8

1,2-2,2

Углерод

1,2

0,8

2,0

Кремний

0,6

0,8

1,0

0,35-3,8 0,2

Марганец

Хром

90106. 007 017 02

0,07 0,15

0,2

0,05 0,15 0,2 0,05 0,12 0,2

0,1

Алюминий

0,5 0,9 0,05 0,6 0,9

0,7

Молибден 0 4-2,.2 0,05

0i02.

0,01-О,5 0 005 0,01 0,02 0,005 0 01

0,02

Церий

Гафний ю

Титан

0,07

0,06 0,1 0,02 0,07

0,1

0,02

0,01

0,05

0,07 0,08

О, 1-0,5

0 05 0 08 0 08

0,01

0,005-0,25

Бор

Остальное Остальное Остальное Осталь-Осталь- Осталь- Осталь- Остальное ное ное ное ное

Железо. Никель 0,1-0,5

0,1-0,5

Медь

3 10977

В табл. 1 приведены химические составы опытных плавок известного (Р 1) и предлагаемого (V2-Ô8) серых чугунов.

В табл. 2 приведены показатели механических и фрикционных свойств, удароустойчивости и термической стойкости. Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева технологических проб и ускоренного 10 их охлаждения до появления трещины, а удароустойчивость — на центробеж-. ных метательных машинах.

04 4

Как видно из табл. 2, свойства предлагаемого чугуна значительно превышают свойства известного чугуна.

Предлагаемый чугун предназначен для изготовления фрикционных изделий, работающих в условия;г трения скольжеФ ния без смазки с колебаниями температур до 1000 С. Экономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна сос.тавит 10-23 руб. на тонну годного литья в сравнении с базовым чугу1097704

Т а блица 2

Показатели

Предел прочности при изгибе, МПа

Твердость, НВ

Термическая стойкость при нагреве до 1000 С, циклов 550-620 760 820 912 755 814 905 826

93 103

Удароустойчивость

Составитель Н.Косторной

Редактор П.Макаревич Техред М. Гергель Корректор А.Зимокосов

Заказ 4160/25 . Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предел прочности при растяжении, МПа

Износ при торцевом трении со скоростью

20 м/с, мг/гс

Коэффициент относительной фрикционной стойкости (эталон

СЧ 20) Свойства чугунов в отливках ((2, 3 4 5 6 7 8

530-590 768 830 848 780 836 845 840

380-460 420 480 510 532 485 504 482

241 249 255 245 251 257 249

110-118 107 102 85 105 99

1 э3-1 э5 1 э7 2ь16 . 2э24 1 ь7 2э2 2в27 1 э78

100 134 170 178 126 162 175 168