Серый перлитный чугун



Серый перлитный чугун
Серый перлитный чугун

 


Владельцы патента RU 2450076:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) (RU)

Изобретение относится к металлургии, в частности к серым перлитным чугунам для литых деталей, работающих в условиях ударных нагрузок и интенсивного трения. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,0-3,7; кремний 2,0-2,4; марганец 0,5-0,8; редкоземельные металлы 0,003-0,05; кальций 0,002-0,03; магний 0,002-0,02; хром 0,012-0,20; алюминий 0,002-0,02; ванадий 0,015-0,05; фосфор 0,012-0,30; железо - остальное. Чугун имеет высокие динамическую прочность и износостойкость при трении. 2 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к серым перлитным чугунам для получения ответственных литых деталей, работающих в условиях ударных нагрузок и интенсивного трения.

Известен серый чугун (а.с. СССР №590359, МПК С22С 37/10, 1978), содержащий мас.%:

Углерод 3,2-4,5
Кремний 1,6-3,2
Марганец 0,5-1,2
Титан 0,16-0,20
Цирконий 0,16-0,25
Железо Остальное.

Чугун имеет высокое содержание феррита в структуре, недостаточную износостойкость и нестабильные пластические свойства.

Известен также серый перлитный чугун (а.с. СССР №960299, МПК С22С 37/10, 1982), содержащий, мас.%:

Углерод 3,0-4,5
Кремний 1,6-2,4
Марганец 0,5-1,3
Титан 0,12-0,22
Цирконий 0,15-0,30
Медь 0,15-0,35
Кальций 0,10-0,21
Редкоземельные металлы 0,003-0,07
Железо Остальное.

Данный чугун имеет низкие характеристики динамической прочности (6,5-7,8 Дж/см2)и износостойкости при повышенном трении.

Наиболее близким к предложенному является серый перлитный чугун (патент BY 10446, МПК С22С 37/00, 2008, прототип), следующего химического состава, мас.%:

Углерод 3,0-3,7
Кремний 2,0-2,4
Марганец 0,7-0,8
Редкоземельные металлы 0,003-0,050
Кальций 0,002-0,030
Магний 0,002-0,020
Хром 0,012-0,200
Алюминий 0,002-0,100
Железо Остальное.

Известный чугун обладает следующими механическими свойствами:

Временное сопротивление при растяжении, МПа 285-312
Твердость, НВ 221-229
Износостойкость при трении, мкм/ч 0,67-0,78
Динамическая прочность, Дж/см2 9,2-10,8.

Недостатком известного чугуна является низкая динамическая прочность. В отливках из чугуна с повышенным содержанием алюминия отмечается недостаточная износостойкость при трении.

Задачей данного технического решения является повышение динамической прочности и износостойкости при трении.

Поставленная задача решается тем, что серый перлитный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, редкоземельные металлы, кальций, магний, хром, алюминий и железо, дополнительно содержит ванадий и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 3,0-3,7
Кремний 2,0-2,4
Марганец 0,5-0,8
Редкоземельные металлы 0,003-0,05
Кальций 0,002-0,03
Магний 0,002-0,02
Хром 0,012-0,20
Алюминий 0,002-0,02
Ванадий 0,015-0,05
Фосфор 0,012-0,30
Железо Остальное.

Дополнительное микролегирование чугуна ванадием в количестве 0,015-0,05% оказывает перлитизирующее и упрочняющее влияние на структуру чугуна в отливках, повышает износостойкость при трении и динамическую прочность. При введении ванадия в количестве менее 0,015% его влияние на структуру и свойства чугуна проявляются слабо, а при увеличении содержания ванадия более 0,05% начинает проявляться его отбеливающее влияние, что снижает динамическую прочность и удароустойчивость чугуна.

Введение в чугун фосфора в количестве 0,012-0,30% обусловлено его перлитизирующим влиянием на структуру и значительным повышением износостойкости чугуна при трении и увеличением коэффициента трения. Его влияние на структуру и износостойкость чугуна начинает сказываться с концентрации 0,012%, а при повышении его содержания более 0,30% начинает снижаться динамическая прочность чугуна.

Чугун выплавляют как в открытых индукционных печах с кислой футеровкой, так и в коксовых вагранках, обеспечивающих возможность получения высокоуглеродистого расплава с температурой 1370-1430°С. В качестве шихты используют рафинированные литейные чугуны, чугунный лом с содержанием фосфора не более 0,5%, стальной лом, феррохром, феррованадий и модифицирующие добавки. После рафинирования чугуна при выпуске в разливочные ковши загружают комплексные металлотермические модификаторы, содержащие редкоземельные металлы, кремний, магний, кальций и алюминий.

Из чугуна отливают клиновые пробы на отбел, цилиндрические образцы ⌀ 30 мм и другие технологические пробы. Для определения динамической прочности используют образцы с размерами 10×10×55 мм без надреза.

В табл.1 приведены химические составы чугуна опытных отливок, а в табл.2 - механические свойства и дисперсность перлита в чугунах предлагаемого (составы 2, 3 и 4) и известного составов.

Как видно из табл.2, предлагаемый серый перлитный чугун обладает более высокими показателями изностойкости и динамической прочности, чем известный.

Серый перлитный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, редкоземельные металлы, кальций, магний, хром, алюминий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ванадий и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

углерод 3,0-3,7
кремний 2,0-2,4
марганец 0,5-0,8
редкоземельные металлы 0,003-0,05
кальций 0,002-0,03
магний 0,002-0,02
хром 0,012-0,20
алюминий 0,002-0,02
ванадий 0,015-0,05
фосфор 0,012-0,30
железо остальное


 

Похожие патенты:
Чугун // 2450075
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления цилиндров двигателей внутреннего сгорания.
Изобретение относится к области черной металлургия, в частности к составам низколегированного чугуна, который может быть использован для изготовления деталей стеклоформующих машин.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам низколегированного чугуна, который может быть использован для изготовления деталей машин, формующих стекло, пластмассу.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам низколегированного чугуна, который может быть использован для изготовления деталей машин для формования стекла, пластмасс.
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам низколегированного чугуна, который может быть использован для изготовления деталей стеклоформующих машин.
Изобретение относится к металлургии, в частности к немагнитным аустенитным чугунам с низким коэффициентом линейного расширения. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам термической обработки чугунов с шаровидным графитом. .

Чугун // 2449042
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу чугуна. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к серым чугунам для изготовления металлической литейной оснастки с повышенными характеристиками трещиностойкости, термической и эксплуатационной стойкости.
Чугун // 2449040
Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам чугуна, который может быть использован для изготовления деталей тепловых агрегатов, печей.
Изобретение относится к металлургии, в частности к немагнитным аустенитным чугунам с низким коэффициентом линейного расширения. .
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к серым высокофосфористым чугунам. .
Чугун // 2424344
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу чугуна. .
Чугун // 2422548
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу чугуна. .
Чугун // 2417269
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу чугуна. .

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к получению отливки из легированного литейного белого чугуна. .
Чугун // 2410459
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам серого чугуна, который может быть использован для изготовления конфорок газовых плит. .
Чугун // 2405056
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу чугуна. .
Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке составов серого фрикционного чугуна с высокой абразивной стойкостью для изготовления тормозных колодок, барабанов, дисков, вкладышей и других деталей механизмов трения.
Чугун // 2398041
Изобретение относится к области металлургии, в частности к составу чугуна. .
Чугун // 2462527
Изобретение относится к области металлургии, а именно к составам хромистого чугуна, который может быть использован для изготовления деталей песковых насосов
Наверх