Чугун

 

Изобретение относится к металлури гии и может быть дспользовано при изготовлении пар трения. Цель изобретения - улучшение прокаливаемости, повышение механических свойств и уменьшение коэффициента трения. Новый чугун содержит, мас.%: С 3,4 - 4,2; Si 1,8 - 2,8; Мп 0,5 - 1,5; Ni 0,1 - 0,4; Or 0,15 - 0,4; Al 0,02 -.0,2; Ti 0,05 - 0,8; Се 0,0 - 0,05; Си - 0,02 - 0,2; Ва 0,12 - 0,22; Mg 0,03 - 0,07; V О,1 - 0,3; Sb 0,08 - 0,16 и Fe - остальное. Дополнительный ввод V и Sb в состав .чугуна обеспечили по сравнению с известным чугуном улучшение прокаливаемости в 1,38 - 1,43 раза, повышение механических свойств в 1,43 - 1,54 раза, уменьшение коэффициента трения в 2,6 - 4,5 раза. 2 табл. «5 (Л е

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ, РЕСПУБЛИК (19) (11) (д1) 4 С 22 С 37/10

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY CBMQETEllbCTB Y

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 4195341/3)-02 (22) 13.02.87 (46) 30.11.88, Бюл.N- 44 (71) Всесоюзный заочный политехничес" кий институт (72) Б.К.Святкин, М.И.Карпенко, Е.И.Марукович, M.È.Äóäîðîâà и С.А.Мелтонян (53) 669.15- 196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 867942, кл. С 22 С 37/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1090748, кл. С 22 С 37/04, 1984. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении пар трения. Цель изобре тения — улучшение прокаливаемости, повышение механических свойств и уменьшение коэффициента трения. Новый чугун содержит, мас.%: С 3,4—

4,2; Si 1,8 — 2,8; Мп 0,5 — 1,5;

Ni 0,1 — 0,4; Cr 0,15 — 0,4; А1

0,02 — 0,2; Ti 0,05 — 0,8; Се 0,01

О 05; Cu — 0 02 — 0,2; Ва 0,12—

0,22; Mg 0,03 — 0,07; V О,1 — 0,3;

Sb 0,08. — 0,16 и Fe — остальное. Дополнительный ввод Ч и Sb в состав чугуна обеспечили по сравнению с известным чугуном улучшение прокаливаемости в 1,38 - 1,43 раза, повышение механических свойств в 1,43 - 1,54 раза, уменьшение коэффициента трения Ж в 2,6 — 4,5 раза. 2 табл.

1440951

Изобретение относится к металлур» гии, в частности к разработке составов чугуна для литья пар трения.

Цель изобретения улучшение про

15 каливаемости, повышение механических свойств и уменьшение коэффициента трения в закаленном состоянии.

Изобретение иллюстрируется приме рами конкретного применения. l0

Выбор граничных пределов содержа ния компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

Дополнительно введенный барий в, количестве 0,12 0,22 мас.Х измельча ет и микролегирует металлическую основу, упрочняет ее, увеличивает

„ прокаливаемость отливок, повышает твердость, снижает коэффициент трения, что обеспечивает повышение износостойкости в условиях сухого трения, стабильности поверхностной твердости и предела выносливости при консольном изгибе.

При содержании бария до 0,12 мас.Х25 повышение механических свойств и снижение 1<т при сухом трении несущественны, а при концентрации бария более

0,22 мас.Х увеличивается содержание неметаллических включений по границам 30 зерен и снижается стабильность преде ла выносливости при консольном изгибе механических свойств и износостойкости.

Введение магния в количестве 0,03.М

0,07 мас.Х обусловлено его высокой отбе ливающей модифицирующей способностью, поверхностной активностью,что обеспечивает повьппение глубины прокаливаемос.ти и количества перлита и бейнита в структуре, снижение дисперсности, трещиноус-, тойчивости, удароустойчивости, что приводит к повышению стабильности предела выносливости при консольном изгибе и износостойкости пары сухого трения. При со- „ держании магния до О, 03 мас. модифициру ющий эффект и повьппение предела выносливости при консольном изгибе недостаh o÷íû. При содержании магния более

Ь,07 мас.Х увеличивается угар, снижа» ется стабильность поверхностной твердости и предел выносливости при консольном изгибе.

Дополнительное введение 0,08

0 16 мас.X сурьмы обеспечивает стаби ;

Э

i55 лизацию перлита и аустенита, повы шает поверхностную твердость чугуна, стабилизирует процесс закалки и увеличивает прокаливаемость. При концент рации сурьмы до 0,08 мас.Х ее влияние несущественно, а при увеличении ее содержания более 0,16 мас.Х снижают ся стабильность предела выносливости . при консольном изгибе, стрела прогиба и пластические свойства чугуна. Усвоение сурьмы составило 64--67X> бария 72-77Х и магния 48-52Х..

Выбор граничных пределов содержания углерода (3;4 — 4,2 мас.Х) и кремния (1,8 - 2,8 мас ° Х) определен исходя из практики производства высо» копрочных изноеостойких чугунов с аустенитобейнитной структурой. При концентрации углерода более 4,2 мас.X и кремния более 2,8 мас.Х уменьшает ся содержание аустенита, структура вблизи границ эвтектических ячеек становится грубой, снижаются износостой» кость и механические свойства чугуна, стабильность предела выносливости при консольном изгибе, а при концентрации углерода до 3,4 мас.X и кремния до

1,8 мас. Х возрастают отбел и термические. напряжения, снижаются удароустойчивость и трещиноустойчивость, стабильность предела выносливости при консольном изгибе.

Содержание легирующих добавок (марганец 0,5 » 1,5 мас.Х, хром

0,15 — 0 4, никель О,1 - 0,4, ванадий 0,1 — 0,3, титан 0,05 0,8 мас.X) обусловлено существенным повышением прокаливаемости, прочности и износостойкости и ограничено пределами, ниже которых глубина прокаливаемости, поверхностная твердость, прочностные свойства и износостойкость недо» статочны, а выше которых снижается стабильность структуры и свойств, увеличиваются термические напряжения, снижаются пластические свойства, удароустойчивость и стабильность предела выносливости при консольном изгибе.

Церий в количестве 0,0)

0,05 мас.Х является эффективной модифицирующей добавкой, стабилизирующей твердость чугуна, коэффициент трения и технологические свойства, предел вы-. носливости при изгибе, износостойкость при сухом трении и структуру чугуна в литых изделиях. При концентрации церия до 0,01 мас.Х модифицирующей эффект недостаточен и стабиль-. ность предела выносливости при кон = сольном изгибе, износостойкость и технологические свойства чугуна НН31440951

Таблица !

Сравнительный анализ химических составов чугуна известного и лредловенного составов

Чугун

Соде рвание компо не итон, ма с. X

Угле- Крем- Марга» алюми- Ни-.

Медь Хром Магний

Ти- Вана- Це- Барнй Сурьма Желено род ний иец иий кель . тан дий рнй

Известный 3,3 1,95 0,5 0,01 0,2 0,2 0,08 Оэ2 ° 0,01 О ° 02 0,01 остальное

Предло венный

Варианты:

l 34 ls8 05 002

2 38 22 l 1 007

0,08

0,13

0,16

0,01 0 03 0,12 . 0,03 0,05 0,16

0,1 0,02 0,05 0,15 0 l ! ,0,3 0,15 0,45 0,2 0,2

3 4,2 2 8 1 5 0 2 04 02 08 04 0 3 005007 022 кие, а при концентрации церия более

0 05 мас.% снижаются равномерность распределения его в матрице, удароус тойчивость и ударная вязкость.

Микролегирование чугуна алюминием (0,02 - 0,2 мас. ) и медью (0,020,2 мас.%) поBüø1àåT стабильность предела выносливости при изгибе, прочность чугуна, технологические свойства и снижает суммарный износ при сухом трении и коэффициент трения.

При увеличении содержания алюминия более 0,2 мас., снижаются поверхност ная твердость, прокаливаемость, износостойкость, стабильность износа при сухом трении. При снижении содержания алюминия ниже 0,02 мас. . снижается стабильность предела выносливости при изгибе. Медь оказывает сильное 70 воздействие на дробление сетки карбидов при кристаллизации и стабильность предела выносливости при изгибе. При содержании меди до 0,02 мас. стабильность предела выносливости при 25 консольном изгибе и технологические свойства неустойчивы, Верхний предел концентрации меди (0,2 мас.l) обуслов лен снижением поверхностной твердости и износостойкости при сухом трении 30 при более высоких ее концентрациях.

Дополнительный ввод в состав чугу на ванадия и сурьмы обеспечивает улучшение прокалнваемости в 1,38—

1,43 раза, повышение механических свойств в 1,43 -, 1,54, уменьшение коэффициента трения в 2,66 — 4,57.

В табл.1 приведены химические составы известного и предлагаемого чугуна; в табл.2 - свойства чугуна.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, кром, алюминий, титан, церий, медь, барий,,магний и железо, отличающийся тем, что, с целью улучшения прокаливаемости, повышения механических свойств и уменьшения коэффициента трения в закаленном состоянии, он дополнительно содержит ванадий и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.X:.

Углерод 3,4-4,2

Кремний 1,8-2,8

Марганец 0,5-1,5

Никель 0,1-0,4

Хром 0,15-0,4

Алюминий 0,02-0, 2

Титан 0,05-0,8

Церий 0 01 0 05

Медь 0,02-0,2

Барий 0,12-0,22

Магний 0,03-0,07

Ванадий 0,1-0,3

Сурьма 0,08-0,16

Железо Остальное

1440951

Т а блица 2

Свойства чугуна известного и предложенного составов

Известный . 430 245

0,32

100

210

597

0,25

Варианты:

0,12

138

122

618 332 0,74

367

353 0,85

143

0,09

376

118 ббб

0,07

142

106

364 О, 82

388

Корректор И.Муска

Редактор А.Маковская

Заказ 6145/30

Тираж 595

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предло женный

Составитель Н.Косторной

Техред М.Дидык