Высокопрочный чугун

 

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, магний, церий и железо, отличаютцийс я тем, что, с целью повышения фрикционных свойств, он дополнительно содержит карбонитриды титана, бор и кальций при следукяцем соотношении компонентов, мас.%: 2,2,-2,8 Углерод 1,0 - 1,8 Кремний 0,1 - 0,9 Марганец 0,6 0,1 Хром 3,5 1.5 Никель 0,2 2,0 Медь 0,3 0,9 Молибден 0,02 - 0,05 Магний 0,01 - 0,02 Церий Карбонитриды 0,1 - 0,5 S титана 0,03 - 0,18 Бор Кальций 0,01 - 0,08 Железо Остальное

СООЗ СОВЕТСКИХ Я В

РЕСПУБЯИК

g(gg) С 22 С 37/10

Й КОМИТЕТ СССР

2,2

1,0

0,1

0,1

1,5

0,2

0,3

0,02

0,01

0,1- 0,5

0,03 — О, 18

О, 01 — 0,08

Остальное (21) 3698917/22-02 (22) 08.02.84. (46) 07.05.85. Бюл. У 17 (72) М.И. Карпенко, Е.И. Марукович, С.М. Бадюкова и А.П. Мельников (71) Могилевское отделение Физикотехнического института AH Белорусской

ССР (53) 669. 15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 441328, кл. С 22 С 37/ОО, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Н 926058, кл. С 22 С 37/10 1982. (54)(57) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, магний, церий и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения фрик„„SU„„1154364 A ционных свойств, он дополнительно содержит карбонитриды титана, бор и кальций при следующем соотношении .компонентов, мас.X:

Углерод,-2,8

Кремний 1,8

Марганец — 0,9

Хром 0,6

Никель 3,5

Медь 2,0

Молибден — 0,9

Магний 0,05

Церий — 0,02

Карбонитриды титана

Бор

Кальций

Железо

1154364

170 — 320

341 — 397

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким высокопрочным чугунам, работающим в условиях интенсивного износа при сухом трении и в условиях теплосмен.

Известен высокопрочный чугун (1), содержащий, мас.X:

Углерод 2,8 — 3,6

Кремний 3,5 — 5,0

Марганец 0,5 — 1,5

Магний 0,02 — 0,09

Кальций 0,005 — 0,1

Р3М 0,001 — О, 15

Железо Остальное

Этот чугун обладает низкой фрикционной теплос бойкостью и имеет высокий износ при сухом трении и низкую стойкость в условиях теплосмен.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является высокопрочньтй чугун j2J содержащий, мас.Х:

Углерод, 2,2 — 2,4

Кремний 1,2 — 1,8

Марганец 0,1 — 0,3

Никель 3,0 — 3,5

Хром 0,1-0,3

Молибден 0,3 — 0,5

Магний 0,03 - 0,05

Медь 1,6- 2,5

Церий 0,01 - 0,02

Железо Остальное

В литых изделиях этот высокопрочный чугун обладает следующими свойствами".

Временное сопротивлением, МЛа 690 — 735

Ударная вязкость, клж/м2

Твердость, HB

Скорость износа при сухом трении, мкм/км 0,38 — 0,45

Предел корроэионной .усталости на базе

107 циклов, МПа 285 — 291

Термическая стойкость, циклы 1120 — 1520

Однако известный чугун обладает недостаточной фрикционной теплостойкостью и высоким износом при сухом трении.

Цель изобретения — повышение фрикционных свойств высокопрочного чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, магний, церий и железо, дополнительно содержит карбонитриды титана, бор и кальций при следующем соотношении

5 компонентов, мас.X:

Углерод 2,2 — 2,8

Кремний 1,0- 1,8

Марганец 0,1 — 0,9

Хром 0,1-0,6

Никель 1,5 - 3,5

Медь 0,2 — 2,0

Молибден 0,3 — 0,9

Иагний Оу02 - 0,05

Церий Oу01 — 0,02

Карбоннтриды титана О,1 - 0 5

Бор 0,03 — 0,18

Кальций 0 01 — 0,08

Железо Остальное

Карбонитриды титана вводят в высокопрочный чугун для повышения фрикционной теплостойкости. При концентрации их до 0,1Х. фрикционная стойкость чугуна в отливках недостаточная, а при повышении концентрации карбонитридов. титана более 0,5Х отмечается снижение стойкости чугуна в условиях ударных нагрузок и теплосмен.

ЗО Бор и кальций вводят как эффективные модифицирующие добавки, измельчающие структуру чугуна в отливках и повышающие. износостойкость при сухом трении. При содержании их

З5 ниже 0,03 и 0,01Х соответственно новы" шение иэносостойкости при сухом трении несущественно. При увеличении концентрации бора более 0,18Х отмечает= ся снижение ударной вязкости, а при

4О увеличении концентрации кальция более.0,08Х снижается предел коррози" онной усталости и твердость.

Пример. Проводят опытные плавки высокопрочных чугунов в ин,15 дукционных печах открытого типа.

Перегрев расплавленного металла в печи перед рафинированием и продувкой азотом составляет 1510-1550 С.

Для микролегирования и изменения

5п концентрации карбонитридов титана используют азотированный ферротитан.

Модифицирование расплавов проводят силикокальцием и ферробором в раздаточных ковшах при 1450-1480 С.

55 В табл. 1 приведены химические составы опытных плавок; в табл. 2— механические свойства высокопрочных чугунов в отливках.,.! 154364

Скорость износа при сухом трении определяют на машине трения модели !

%T-74 с бесступенчатым регулированием скорости скольжения после при. работки при установившейся температуре на поверхности трения.. Максимальная скорость при фрикционном нагружении составляет 2,3 м/с .

Фрикционную стойкость определяют по ГОСТ 23. 210 — 80 на установ- 0 ке УИТ-2.

Как видно из табл. 2, износостойкость при сухом трении и фрикционная теплостойкость у предлагаемого чугуна выше, чем у известного. Предлагаемый высокопрочный чугун обеспечивает более высокую термическую стойкость и ударную вязкость литым изделиям, чем известный.

Экономический зффект от использования предлагаемого чугуна составляет 16,2-36,0 руб. на 1 т годного.

1154364

5 о

00 л

00 O В в л л сч - о щ о л л

М СЧ! о о х

M Ch

Р О л O л о о о

00 л

С 4 о л

<л щ о л л л

СЧ

v о

НФ! и о

СЧ о л о

00 сЧ с 1 сч сч сч в л л O O о о о о о о л в о о

А !. и о о х

v o о х

I

1 ! С

1 щ м о о о о о о о о

Ю м-л л Ю о о о

С 4 о л о

СЧ СО - % СЧ в л л л сч о сч о

<. 3\

Ю л о

С 4 00 в- О С4 л л в в сч -- о сч о

М) л СЧ л о о ю ь

СЧ о л о!

1

0I н и о

I

Щ

1

1 — — 4

Щ о о о

О О л л о о м ю сп л л сч — o

Щ о о

° л о о

Щ.. о щ о л л

СЧ м о о л л

o o

Щ в л о

СЧ о о о

С 1 л о

Щ л о о м м о о о

I

1":

6 н

СЧ СО л л. л сч о

СЧ л о

С 4 С 4 с о л о ю

М вл л о о

Щ л

СЧ

СЧ О л л о м щ л л

С 1 СЧ

1 1

Э о х

Ф о х

-Ф щ м. л л л

C4 - Ю м л л

М СЧ

С0 1 х. 1

1 I х Ф х Ф

О Ф Д

A f» х

Э Х 0I

Х н- м и

t(Я Ф

Р Х Ф

Ф g Р

Ц Ф Р» с а Ф ъ Ь4 K

Ф

Ц

Ф А

k( х Ф х р:

Ф 1 о

Е х I Ф

° 4 о С0 и И

Й в

dl I

Х I

Р, Ц I о о !

I p х о

М 1

Е I о 1

М 1

СЧ " O СЧ

О Р Щ щ о о о л л о о «в о о о о

Р Р л л О О о о о о

Щ СЧ о ю о о

o o

М С4 . во о о ю в л о о х

Ц )х ю х х и х У 4

I и о

1 о

1154364

iО I в

I л ь

Ю

О\ ф

CO ф о а О О

О .Ф о

Ю OO

C) 4 3 е о о

О

ы

СЧ М л (,Ь о с

СЧ Ю»

Ю 00 о сО

СЧ о ф

Ю ф о

CO

Ю lh

Ю Ch о ф ф ф Ф

Ф!

СЧ

% л

Ю Саа о о о

° ф о

Ю

Ф Ч л щ a0 сЧ О О а

Ф Ъ ЕЧ

1 ф

С ) Ю ь

an

CV л л

Ch

С ) СЧ

Ф

A о

Ю

Ф Ч

3ф н х 2 3 и е ь о м

5 0 О (1

o o о л ф о ф л

ЕЕ с З О

О О О

Р л

Ф < 1

69 с 1 Ф О и е ф о

СЧ О1

Ю ф ° О

Я Ch cV Q

a0a c i Ch

О О О О ф Ф О сЧ сО < 3 О1

I. ожю о

o,о Й

ы 5*

Р AC ol

ООЕ и О