Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве износостойких отливок . Цель изобретения - повышение износостойкости при фреттинг-коррозии. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.% С 2,0-2,7; Si 0,7-1;3; Мп 0,7-1,3; Сг 0,3-1,1; Ni 0,3-1,0; V 0,2-0,7; А1 0,2-0,5; Си 0,1-0,5; Ti 0,02-0,3; Се 0,07-0,2; Со 0,08-0,28; .г 0,09- 0,5; Са 0,02-0,06; Те 0,01-0,03 и Fe остальное. Дополнительный ввод чугуна Со, Zr, Са и Те обеспечивает повышение износостойкости при фреттинг-коррозии в 1,34-1,48 раза. 2 т абл. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 ()) 4 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4221373/31-02 (22) 03.04.87 (46) 07.11,88, Бюл, У 41 (71) Могилевское отделение Физико" технического института АН БССР и Производственное объединение "Гомсельмаш" (72) Е.И.Марукович, М.И.Карпенко, Ф.И,Титко, Т.И.Соленова и Г.Ф.Ковалевский (3) 669.15-196(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N9 734308, кл. С 22 С 37/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 867942, кл. С 22 С 37/10, 1981.

„„SU„,, 1435649 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве износостойких отливок. Цель изобретения — повышение износостойкости при фреттинг-коррозии. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.X:

С 2,0-2,7; Si 0,7-1,3; Мп 0,7-1,3-, Cr 0,3-1,1; Ni 0,3-1,0; V 0,2-0,7;

Al Оэ2 Ою5; Си Ое1 Оэ5; Ti Ов02 Ов3;

Се 0,07-0,2; Со 0,08-0,28; 7r 0,090 5; Са 0,02-0,06; Те 0 01 0,03 и

Fe остальное. Дополнительный ввод чугуна Со, Zr Са и Те обеспечивает повышение износостойкости при фреттинг-коррозии в 1,34-1,48 раза, 2 т абл.

l 1435649 2

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна.

Цель изобретения — повышение из5 носостойкости при фреттинг-коррозии.

Дополнительное введение циркония микролегирует металлическую основу, .измельчает структуру графита и повышает склонность к бейнитному превращению и износостойкость при фреттинг-коррозии. При концентрации циркония до 0,09 мас.7 измельчение графита и повышение износостойкости при фреттипг-коррозии и склонности к бейнитному превращению недостаточны„ а при концентрации циркония более

0,5 мас.7 снижаются упруго-пластические свойства, увеличивается износ

1 при фреттинг-коррозии.

Кальций модифицирует и раскисляет чугун, повышая плотность и монолитность матрицы, очищает границы зерна, что обеспечивает существенное 25 повышение стабильности герметичности и износостойкости при фрегтинг-коррозии. При концентрации кальция до

0,03 мас.% модифицирующий и раскисляющий эффекты недостаточны, а герме- 30 тичность чугуна в отливках и износоГ стойкость при фреттинг-коррозии низкие. При концентрации кальция более 0,0б мас.% повышается содер-! жание неметаллических включений и снижается стабильность структуры,, герметичности, износостойкости при фреттинг-коррозии и служебных свойств.

Дополнительное введение кобальта

08-0,28 мас„% легирует матрицу, повь п ая ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает износостойкость в условиях фреттинг-коррозии. Его концентрация принята от содержания (0,08 мас.%), с которого начинает сказываться его влияние на износостойкость при фреттинг-коррозии, и ограничено концентрацией (0,28 мас.%), выше которой снижаются упруго-пластические и эксплуатационные свойства, Теллур отбеливает, измельчает структуру, повышает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость при фреттинг-коррозии. При концентрации теллура до

0,01 мас.% его модифицирующий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости при фреттинг.-коррозии оказывается незначительно, а при концентрации теллура более

0,03 мас.% увеличивается содержание неметаллических включений по границам зерен, снижаются пластические свойства, склонность к бейнитному превращению и износостойкость при фреттинг-коррозии, Введение никеля и титана упрочняет матрицу, повышает ее коррозионную стойкость, увеличивает термическую стойкость, стабильность структуры, склонность к бейнитному превращению, что обеспечивает повышение хрупкой прочности, износостойкости при фреттинг-коррозии, ударно-усталостной долговечности. Понижение нижнего предела концентрации титана менее

0,02 мас.7. и никеля менее 0,3 мас.7. приводит к резкому снижению хрупкой прочнОсти, кОррозионнои стоикости и износостойкости при фреттинг-коррозии, а при концентрации титана более 0,3 мас.% и никеля более 1,0мас.% снижается стабильность структуры, повышается содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при фреттинг-коррозии.

Хром и ванадий обеспечивают высокую коррозионную стойкость и твердость матрицы, что обеспечивает высокие характеристики износостойкости при фреттинг-кбрроэии. При увеличении содержания хрома более 1,1 мас.% и ванадия более 0,7 мас.% снижается трещиностойкость, эксплуатационная и ударно-усталостная долговечность.

Содержание алюминия и меди ограничено 0,5 мас .7. каждого, так как при более высоком содержании их снижается однородность структуры, механических и эксплуатационных свойств.

С: держание церия принято в количестве 0,07 — 0,2 >1ас.7., что способствует улучшению формы графита, каррозионной стойкости и износостойкости при фреттинг-коррозии. !

Содержание основных компонентов (углерода 2,0 — 2,7 мас.%, кремния

0,7 — 1,3 и марганца 0,7 — 1,3 мас.7) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при фреттинг-коррозии и высокие эксплуатационные свойства, 49

Т а блица 1

Компоненты

Содержание компонентов, мас.Ж, в составе

1 (извест ный) 2,0 - 2,6 2,7

1,3, 1,2 0,7

2,9

Углерод

Кремний

2 1 з 14356

Пример. Проводят плавки чугунов известного и предлагаемого состава в открытых индукционных печах методом переплава.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чугунный лом, возврат собственного производства, полуфабрикатный никель, зеркальный чугун, феррованадий, фер- 1ð рохром, ферромарганец и другие ферросплавы. Тугоплавкие и неокисляющиеся легирующие добавки вводят вместе с шихтой, а легкоплавкие и лигатуру СЦР-30 — после раскисления металла за 5-10 мин перед разливкой металла непосредственно в литейные кбвши вместе с модификаторами.

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты поо

Э догретой до 350-450 С в печь при наличии "болота", перегрев расплава до 1450-1530 С. Присадку меди, Феллура, титана, церия и других легкоплавких добавок и компонентов 25 проводят после доводки химического состава по основным компонентам перед разливкой металла в литейные формы, В табл. 1 приведены химические составы износостойких чугунов ряда плавок. Определение содержания ингредиентов в чугунах проводят по стандартным методикам количественного дифференцированного химического анализа.

В .табл. 2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Твердость и механические свойства в отливках определяют после их нормализации с температуры 860-880 С и изометрической выдержки при 350-370 С, средний износ образца состава 1 составляет 5,72 мкм.

Испытание на изнашивание при фреттинг-коррозии проводят на цилиндрических образцах на установке МКФ-1 по стандартной. методике. В качестве измерительного прибора используют профилограф-профилометр. Эксплуатационную стойкость (долговечность} определяют на гильзах гидроаппаратуры в условиях изнашивания при фреттинг-коррозии.

Как видно из табл. 2, износостойкость при фреттинг-коррозии при сухом трении и предел выносливости у предлагаемого чугуна выше, чем у известного в 1,36 " 1,48 раза и в

1,8 - 1,9 раза соответственно.

Формула и з о б р е т е н и я

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, алюминий, медь, титан, церий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при фреттинг-коррозии, он дополнительно содержит кобальт, цир" коний, кальций и теллур при следующем соотношении компонентов, масЛ:

Углерод 2,0 - 2,7

Кремний 0,7 — 1,3

Марганец 0,7 — 1,3

Хром 0,3 — 1,1

Никель 0,3 — 1,О

Ванадий - 0,2 — 0,7

Алюминий 0,2 — 0 5

Медь О,1 - 0,5

Титан 0,02 — 0,3

Церий 0,07 — 0,2

Кобальт 0,08 - 0,28

Цирконий 0,09 - 0,5

Кальций О, 02 - О, 06

Теллур О, 01 — О, 03

Железо Остальное

1435649 6

Продолжение табл.!

Содержание компонентов, мас.Х, в составе

Компоненты (1 (извес ный) 1,3

1,2

0,7

0,5

Марганец

0,4

0,38

0,3 Хром

0,8

0,55 1,0

0,3

Никель

0,2

0,45

0,7

0„2

0,19, 0,5

0,25

0,1

Ор 02 0,2

0,02 О, 07

0,19 0,5

Алюминий

0,2

0,12

О 08 0 02 О 15 0 3

0,01

0,02 0,03

Осталь- Осталь- ОстальОстальное ное ное ное

Показатели

2 3 4

Предел прочности при растяжении, MIIa

Стрела прогиба, мм

Предел выносливости, МИа

Ванадий

Кальций

Медь

Кобальт

Иерий

Титан

Цирконий

Теллур

Железо

0,02 0,05 0,06

0» 08 О ° 13 Ою 28

0,09 0,24 0,5

Таблица 2

Значения показателей для состава

243 431 456 472

6,2 9,7 ll 2 10,8

310 416 456 445

1435649

Продолжение табл.2

Показатели

Значения показателей для

° состава

1 2 3 4

Износ в режиме сухого трения, мг/1000 м

1060 180 150 146

Износостойкость при фреттингкоррозии Ж

100 136 144 148

650 1012 1085 1120

Долговечность, ч

Составитель н. Косторной

Техред А.Кравчук Корректор А. Обручар

Редактор Н. Яцола

Заказ 5614/25 Тираж 595 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4