Чугун
ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром, молибден, бор и железо, о тличающийся тем, что, с целью повьшения поверхностной твердости после термической обработки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: 3,0-3,4 Углерод 1,6-2,5 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,1-0,2 Сера 0,15-0,25 Сурьма 0,5-1,4 Хром 0,4-1,2 Молибден 0,2-0,35 Бор Остальное Железо (Л с
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ
РЕСГ1УБЛИН зцц С 22 С 37/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3598552/22-02 (22) 2!.02.83 (46) 07.10.84. Бюл. N - 37 (72) Е.И.Шитов, С.Н.Леках, А.Г.Слуцкий, В.Л.Трибушевский и А.А.Стефанович. (71) Белорусский ордена Трудового
Красноro Знамени политехнический институт (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
В 836185, кл. С 22 С 37/00, 1981.
2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3552121,кл. С 22 С 37/00, 1983.
„„SU„„1117332 А (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму хром, молибден, бор и железо, о тличающийся тем, что, с целью повышения поверхностной твердости после термической обработки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж:
Углерод 3,0-3,4
Кремний 1,6-2,5
Марганец 0,005-0,04
Сера О, 1-0,2
Сурьма 0,15-0,25
Хром 0,5-1,4
Молибден 0,4-1,2
Бор 0,2-0,35
Железо Остальное
1117332
20 изобретение относится к металлурс гии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях трения скольжения.
Известен чугун 11 ), содержащий, вес.7:
Углерод 3,0-3,4
Кремний 1,6-2,2
Марганец 0,005-0,04
Сера 0,1-0,2
Сурьма 0,15-0,25
Железо Остальное
Указанный чугун имеет низкую поверхностную твердость после термической обработки. 15
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун Г2 3, содержащий, вес.7:
Углерод 3,2-3,4
Кремний 1,6-3,0
Марганец 0,005-0,04
Сера 0,08-0, 10
Сурьма 0,05-0,14 25
Молибден 0,10-0,40
Хром 0,5-3,0
Бор 0,08-0,18
Железо Остальное
Известный чугун имеет недостаточ- З0 ную поверхностную твердость после термической обработки.
Цель изобретения — повышение поверхностной твердости после термической обработки.
Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром, молибден, бор и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.X:
Углерод 3,0-3,4
Кремний 1,6-2,5
Марганец 0,005-0,04
Сера 0,1-0,2
Сурьма 0,15-0,25
Хром 0,5-1,4
Молибден 0,4-1,2
Бор 0,2-0,35
Железо Остальное
Пределы содержания компонентов
50 установлены исходя иэ получения наиболее благоприятного сочетания структуры и свойств чугуна. Нижние пределы содержания кремния 1,6 и углерода
3,0 мас,X вызваны необходимостью полу. чения металлической основы без мета-. стабильной Фазы, верхние 2,5 и
3,4 мас.Ж соответственно ограничены получением перлитной структуры с количеством феррита не более 27 Содержание марганца (0,005-0,04 мас.7.), серы (0,1-0,2 мас.7), сурьмы (0,15-025 мас.7), хрома (0,5-1,4 мас.7), молибдена (0,4-1,2 мас.7), бора (0,20,35 мас.7) выбирается из условия максимального упрочнения металлической основы.
Увеличение концентрации серы, сурьмы, хрома, молибдена и бора выше выбранных пределов повышает склонность чугуна к отбелу. Повышение содержания марганца (более 0,04 мас.7.) приводит к образованию феррита вокруг графитных включений.
Нижние пределы содержания сурьмы
0,15 мас.7. и бора 0,2 мас.7 характеризуют существенное повышение твердости мартенсита(после термообработки)
Г за счет изменения его дислерсности и легирования. Содержание сурьмы
0,25 мас.7 при затвердевании способствует образованию ледебурита, что значительно ухудшает обрабатываемость материала. Увеличение содержания бора свыше 0,35 мас.7. не дает значительного повышения твердости закаленного слоя и экономически нецелесообразно. Поло- жительное влияние на повышение твердости закаленного слоя оказывает молибден, входящий в твердые растворы структурных составляющих и образующий мелкодисперсные карбиды.
Для получения чугуна выплавлены три состава сплавов, содержащих каждый ингредиенты на нижнем, среднем и верхнем уровнях. Содержание железа. при этом составляет дополнительно до 1007 в каждом сплаве. Для сравнительных испытаний используют известный чугун со средним содержанием легирующих элементов.
Химический состав чугунов представлен в таблице.
Чугуны готовят в тигельной индукционной печи емкостью 40 кг с кислой футеровкой. Ниэкомарганцовистые чугуны получают на основе высокоуглеродистых металлизованных окатышей.. В расплав добавляют электродный бой, ферросплавы кремния (0,75 7. Si), марганца (457 Мп), хрома (757 Сг), молибдена (607 Мо), бора (157 В), сернистое железо и кристаллическую сурьму. Образцы заливают в песчаные формы.
Заготовки подвергают механической обработке для снятия литейной короч3 1117332 ки, нагревают ТВЧ до 850-880 С и проводят закалку в воде. Затем заготовки отжигают. для снятия Внутренних 0 напряжений в течение 1,5 ч при 250 С.
Твердость образцов замеряют в литом состоянии и после термической обработки. Результаты замера твердости представлены в таблице.
Сплав
j J j ) cr
3,3 2,4
Известный
0,02
0,10
0,10 0,18
Предлагаемый
3,0
1,6 0,005 О
0,15
0,5
3,2
2,0 0,002 О, 16 0,21 0,9
3,4
2,5
0,04 0,2 0,25 1,4
2 9 1 5 О 0014 О 09 О 14 О 45
35 2 6 00141 О 21 026 1 45
Продолкение таблицы
Твердость
Сплав
Мо
Fe в литом состоянии, HB после термообработки, HP
Известный 0,2
О, 15 Остальное
235
Предлагаемый
0,4
0,2
231
0,28
0.,75
245
I
0,35
1,2
287
0,35 О, 18
223
280
1,25 0,38
Структура предлагаемого сплава в литом состоянии перлитная (количество феррита на более 2X) с включениями смешанных карбидов, в закаленном состоянии состоит иэ мартенсита в стадии распада.
Чугун предлагаемого состава обеспечивает высокую поверхностную твердость и износостойкость закаленного слоя, при этом материал обладает оптимальной твердостью в литом состоянии, что позволяет проводить механическую обработку без изменения технологического процесса.
Зкономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна составит 190 тыс. руб. в год.
