Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к чугунам ; и может быть использовано для изготовления шестерен, работающих в условиях сухого трения. Цель изобретения - ловыгаение усталостной прочности и поверхностной твердости. Чугун содержит , мас.%: С 2,4-3,0; Si 0,8-1,Лу Мп 0,5-1,5; Сг 0,15-0,40; N1 0,1 - 0,4; V 0,1-0,3; А1 0,02-0,20; Си 0,02-0,20; Ti 0,35-0,80; Се 0,01-- 0,05; Мо 0,05-0,72, Со 0,08-0,16; ,Ge 0,03-0,07, Fe - остальное. Чугун имеет спедующие свойства: 6g 410-468 ffla, 6, 316-345 МПа, твердость поверхности 259-268 ИВ. 2 табл.

, 1397531

Изобретение относится к металлургии, в частности к чугунам, используемым для изготовления шетерен, работающих в условиях сухого трения.

Цель изобретения — повышение усталостной прочности и поверхностной твердости.

Железоуглеродистый расплав перегревают до 1450-1530 С, рафинируют, пеги.10 руют молибденом, ванадием и кобальтом, выпускают металл в ковш, раскисляют, микролегируют титаном и медью, модифицируют церием, германием и алюминиеМ перед разливкой. Разливку металла производят при 1450-1480 C. Отливки подвергают термообработке на бейнит в соляных ваннах.

Испытания на выносливость при консольном из.гибе с частотой вращения

3600 об/мин проводят на установке

Амслер.а, В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок, а в табл. 2 — механические свойства. 25

Дополнительное введение молибдена в количестве 0 05-0,72 мас. . измельчают и микролегируют металлическую основу, упрочняет ее, повышает плотность, твердость, термическую стой- 30 кость, удароустойчивость чугуна, что обеспечивает как повьш ение износостойкости в условиях сухого трения, так и стабильности поверхностной твердости и предела выносливости при коне(зльном изгибе.

При содержании молибдена до

0,05 мас. X поверхностная твердость и снижение износа при сухом трении несущественны, а при концентрации. 40 молибдена более 0,72 мас.X увеличивается содержание карбидов по границам зерен и снижается предел выносливости при консольном изгибе.

Введение германия в количестве 45

0,03-0,07 мас. обусловлено его высокой модифицирующей эффективностью и поверхностной активностью, что обеспечивает повьппение фрикционной теплостойкости и количества бейнита в структуре, снижение дисперсности, повьппение пластических свойств трещиноустойчивости, удароустойчивости, что приводит к повьппению предела выносливости при консольном изгибе изно

Как видно из табл. 2, предлагаемый чугун имеет в сравнении с известным более высокий комплекс свойств, что позволит увеличить срок службы изготовленных из него литых шестерен и других деталей высокоскоростных пар, работающих в режиме сухого трения.

Формула изобретения

Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, в анадий, алюминий, медь, тит ан, церий и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повьппения усталостной прочности и поверхностной твердости, он дополнительно содержит молибден, кобальт и германий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Ник ель

Ванадий

Алюминий

Медь

Титан

Церий

Молибден

Кобальт

Германий

Железо

2,4-3„0

0,8-1,4

0,5-1,5

0 15-0,4

0,1-0,4

0,1 — 0,3

0,02-0,20

0,02-0,20

0,35-0,80

0,01-О,О5

0 05-0,72

0,08 — 0,16

0,03-0,07

Остал ьное состойкости пары сухого трения. При содержании германия до 0,03 мас. X. модифицирующий эффект и повьппение предела выносливости при консольном изгибе недостаточны. При содержании германия более 0,07 мас.X увеличивается угар, снижается стабильность поверхностной твердости.

Дополнительное введение 0,080,16 мас. кобальта обеспечивает стабилизацию аустенита и повышает поверхностную твердость чугуна, предел выносливости при консольном изгибе и технологические свойства. Верхний предел концентрации меди обусловлен снижением поверхностной твердости и иэносостойкости при сухом трении при более высоких ее концентрацияхе !

1397531

Таелмце 1

Солеркенме компонентов, мвс. Х

> «па> и »

Atsa» Он" И ь.тк- . Х o» 8внвгуе ед р 11ерк8 Гер-: жнакель 1тв!>, дне маинй две

: Угле- Ерем- 71ерI, I>ogt ный кв» lol» .!

0,2 0 08 0,4 0,2

1 3,3 I 9 0 5 0,0) 0,3

2 2,4 0,8 0,5 О ° 02 0,1 0,02 0,35 0,15 О,!

3 2,8 1,2 1,! I 07 0,3 0,15 0,45 0,2 0,2

0,01 0,03 0,05 0,08

0,03 0,05 0,46 0>13

0,О6 0,07 О, 72 О, 16

3>0 I ° 4 1>5 0>2 0>4 0>2 0>8 0,4 О ° 3

0,01 0,03 0,02

009 091 О 18

0,01 0,08 0,05 0- 06 0,005

5 2,2 0>6 0,4 0,01 0>07

03 09 06 04

0,07

6 3,3 1,8 2>0 0,03 0,6

Т аблица2

Суммарный и.з

Предел

В61НОС

Чугун

HOC В ливости

3,2

241

265!

2 !О

1060

100

200

260

410

259

136

1582

316

7,2

462

1718

265

170

144

336

468

268

1835

7,8

345!

1018

242

103

270

1216

220!

424

247

295

424

128

282

>

Сост авит ель А, Османцев

Редактор H.Áîáêoâà . Техред Л.Сердюкова

Корректор А.Обручар

Заказ 2569/28 Тираж 594 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

1 по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4! Предел прочнос ти при растяжеI

> нии

ИПа! Поверх, .ностная

I твердость

T

Т

Стрелка прогиба, ММ

FIpH кон1 сольном изгибе, МПа режиме сухого трения, мг/1000 м

Удароустойчи вость,Ж

Термическаяя стойROCTb циклов