Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления вытяжных штампов. Цель изобретения - повышение срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердости, износо-и термостойкости. Чугун имеет следующий состав, мас.%: C 2,9-3,4

SI 1,9-2,5

MN 0,81-1,40

CR 0,15-0,37

NI 0,26-0,42

CO 0,08-0,28

MG 0,06-0,12

CL 0,01-0,05

AL 0,06-0,15

SB 0,03-0,18

бориды одного металла из группы, содержащей титан или ванадий 0,03-0,12

FE - остальное. В результате дополнительного введения в чугун сурьмы и бора в виде боридов срок службы изготовленных из него отливок повышается на 83-143% за счет повышения σ<SB POS="POST">-1</SB> до 415-485 МПа, твердости до 265-278 НВ, износе при полусухом трении на машине СИАН-2 /момент трения 1,9-3,0 н/м, скорость скольжения 3,7-14,8 м/с/ равном 10,34-13,9 мг/см<SP POS="POST">2</SP> ч. приведенном износе на машине ИМ-58 по ГОСТ 1050-74 /момент трения 2кДж/см<SP POS="POST">2</SP>, скорость скольжения 12 м/с/ в паре со сталью 15, равном 0,3-1,0 мг/м<SP POS="POST">2</SP>.ч и термостойкости в интервале температур 20-920°С на кольцевых пробах /180 и высота зоны/, равной 1404-1776 циклам. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 22 С 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4273238/31-02 (22) 01.06.87 (46) 30,04.89. Бюл. N- 16 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К.Святкин, М.И.Карпенко, M.À.ÁåñÿH, Ю.Г.Серебряков и С.M.Áàäþêîâà (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельства СССР и 1033565, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 753923, кл. С 22 С 37/10, 1977. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления вытяжных штампов. Цель изобретения — повышение срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердости, износа- и термостойкости. Чугун имеет следующий состав, мас.%: С 2,9-3,4; Si 1,9-2,5;

Мп 0,81-1,40; Cr 0,15-0,37; Ni 0,261

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким чугунам, используемым для изготовления вытяжных штампов и деталей технологической оснастки прессовых цехов.

Цель изобретения — повьнпение срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердости, износо. и термостойкости.

Чугуны выплавляют в индукционных печах с использованием литейных чугунов, чугунного лома, никеля Н1, НЗ, сурьмы СУ1, СУ2, ферромарганца, „„SU,, 1475963 А1

0,42; Со 0,08-0,28; Mg 0,06-0,12;

Са О, 01-0, 05; Al О, 06-0, 15; Sp

0,03-0,18; бориды одного металла из группы, содержащей титан или ванадий

0,03-0,12; Fe остальное. В результате дополнительного введения в чугун сурьмы и бора в, виде боридов срок службы изготовленных из него отливок повьппается на 83-1437. за счет повышения Ь 1 до 4 15-485 ИПа, твердости до 265-278 НВ, износе при полусухом трении на машине СИАН-2 (момент трения 1,9-3,0 н/м, скорость скольжения 3,7-14,8 м/с), равном 10,3413,9 мг/см -ч, приведенном износе на машине ИМ-58 по ГОСТ 1050-74 (момент трения 2 кДж/см, скорость скольжения 12 м/с) в паре со сталью

15, равном 0,3- 1,0 мг/и ч и термостойкости в интервале температур

20-920 С на кольцевых пробах (Ф 180 и высоты зоны), равной 1404-1776 циклам. 2 табл. Ф эР 1

Сл

2 Ж азотированного феррохрома„кобальта, ар ферроалюминия, брикетов боридов титана и ванадия, силикокальция и других ферросплавов. Феррохром, никель, брикеты боридов титана и ваннадия, кобальт и ферромарганец вводят в электропечь, а силикокальций, металлическую сурьму, магний и алюминий— в ковши. Угар кобальта составляет

13-157, сурьмы 15-17%, алюминия .

16-187, магния 44-48%, баридов титана 9-12%, боридов ванадия 8-107. Тем» пература чугуна при заливке форм .1370-1380 С.

1475963

30 дость.

При концентрации боридов титана или ванадия менее 0,03 их модифицирующий эффект проявляется слабо и 45 стабилизации плотности, износостойкости, усталостной прочности не достигается, а при увеличении концентрации их более О, 12 снижаются пластические свойства, повышается склонность к трещинам и снижается эксплуатационная стойкость износа и повышаются экспЛуатационные свойства. При его концентрации до

0,26/ микролегирующее влияние никеля на стабильность износа и механические свойства проявляется слабо. При увеличении содержания никеля более

0,42 . снижаются твердость, ударная

Химический состав чугунов опьггных плавок приведен в табл. 1.

Механические и эксплуатационные свойства чугунов приведены в табл. 2.

Определение эксплуатационной стойкости вьггяжных штампов, износостойкости a условиях полусухого трения и приведенного износа образцов проводят после термической обработки чугунов по режиму: нагрев до 880900 С, выдержка в течение 3-5 ч, нор мализация, нагрев до 200-240 С и выдержка в течение 1,5-2 ч. Структура чугуна после термообработки перлитная, графит — Г 25 и Г з 50. Отбел в отливках после термообработки отсутствовал, содержание цементита в чугунах составов 2-7 не превышало З .

Износостойкость в условиях полусухого трения определяют на образцах. с прямоугольным сечением 16х10 мм на машине СИАМ-2 — в режиме с колебаниями момента трения 1,9-3 Н/м. Общая 25 продолжительность цикла испытаний

90 гс, изменение скорости скольжения — 3, 7-14, 8 м/с. Одновременно ис;пытывались по 3 образца с общей площадью 4,8 см, Дополнительное введение сурьмы стабилизирует перлит., повышает твердость и износостойкость чугуна, что способствует повышению устаиостной прочности и эксплуатационной стойкости. При содержании сурьмы выше

0,18 вследствие недостаточной ее растворимости в матрице снижается усталостная прочность и термическая стоикость 11pH сННКрННН концентрации 40 сурьмы нижнего предела снижается тверФормула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, кобальт, магний, титан, ванадий, кальций, алюминий и железо, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердос-: ти, износо- и термостойкости, он дополнительно содержит сурьму, а ванадий или титан вводят в виде боридов при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод

Кр емний

Марганец

Хром

Никель

Кобальт

Магний

Кальций

Алюминий

Сурьма

2,9-3,4

1,9-2,5

0,81-1,4

0,15-0,37

0,26-0,42

0,08-0,28

О, 06-0, 12

О, 01-0, 05

0,06-0 15

0,03-0, 18 вязкость, износостойкость и срок службы вытяжных штампов.

При концентрации кобальта до

0,08 микролегирующий эффект и повышение усталостной прочности и износостойкости проявляются слабо, а при содержании кобальта выше верхнего предела увеличивается склонность к образованию трещин и снижению плас.тических свойств и эксплуатационной стойкости в условиях высоких статических и динамических нагрузок.

Как следует из табл. 2, предлагаемый чугун по сравнению с известным имеет более высокий уровень свойств, что позволяет повысить срок службы изготовленения из него отливок, Чугун состава 1 содержит также

О, 1 титана, 0,02 ванадия» З меди, 0,01 молибдена, 0,01 вольфрама, 0 02 . церия, 0,002 олова.

Определение приведенного износа чугунов производят при удельной работе трения 2,0 кДж/см и скорости скольжения 12 м/с на машине трения

HN-58 при работе в паре со сталью 45.

Термическую стойкость определяют методом термоциклирования B интервале температур 20-920 С до появления на кольцевых технологических пробах (ф 180 мм, IblcoTR 30 мм) трещин.

1475963 жаричей титан н ванадий

Железо

Бориды одного металла из

О, 03-0, 12

Остальное группы, содерТ а б л и ц а 1

Содержание компонентов, мас.%

3 4 5 6 7

Элемент

1(2) 2

8 9

3,0

2,3

0,9

0,18

0,31

0,11

0i03

0, 17

0,08

3,4

1,9

1,4

0,37

0,42

О, 18

0,05

0,28

0,15

2,9

2,5

0,81

0,15

0,26

0,03

0,01

0,08

0,06

0,03

2,9

2,5

0,81

0,15

0,26

0,03

0,01

0,08

0,06

3,4

2,2

0,5

0,4

0,2

0,02

0,01

0,02

О, 12

О, 12

Ос0,03

0,06

Ос0,08

0,09

0с0,)03 О, 06

0с-:,Осталь- таль- тальталь- тальное ное ное ное ное

Таблица 2

Свойства чугунов

ПоказАтели

1(извест- 2 ный) 4 5

Усталостная прочность, MIIa 233

Твердость НВ 245

Износостойкость при полусухом трении: абсолютная, мг/см гс относительная, %

Приведенный износ, мг/м .ч 3,3

Термическая стойкость, циклы

Относительная, %

Эксплуатационная стойкость, ч

420 485 464

266 278 272

415 460 475

265 270 272

236 381

260 263

13,9 12,0 11,0 . 12,8 10,3 11,0 22,6 15,9

170 197 215 186 230 207 105 160

23,8

1,О 0,6 0,4 0,9 0,3 0,5 3,0 1,4

1404 1652 1596 1776 1728 1236 1440

1224 1472

148 144 103

142 146 133

100 126

75 30

30 55 69 73 58 71

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Сурьма

Кальций

Кобальт

Алюминий

Бориды титана

Бориды ванадия

Магний

Железо

3,2

2,1

1,22

0,32

0,35

0, 15

0,02

0,23

0,1

0,07

0 05

0,08

Остальное

3,4

1,9

1,4

0,37

0,42

0,13

0,05

0,28

О., 15

0,12

0,12

Остальное

2,7

1,8

0,7

0,1

0,1

0,01

О, 005

0,06

0,03

0,01

0,01

0,01

Остальное

3,6

2,8

1,5

0,4

6,5

О, 19

0,06

0,35

0,18

0,15

0,13

0,13

Остальное