Чугун

 

(72) Авторы изобретения

Н. П. Жаботинский, В. А. Коляда, А. М. Пучканев и Ф. И. Яковлев

Харьковский ордена Ленина и ордена Октябрьской революцион моторостроительный завод "Серп н Молот (7I) Заявитель

<54) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургия,. а именно к чугунам,содержашим железо, углерод, марганец, кремний и сурьму и используемым для изготовления износостойких деталей.

Известен чугун следуюшего химического состава, вес,%:

Углерод 3,2 3,5

Кремний 1,8-2,4 . Марганец 0,8-1, 1

Сурьма 0,08 0,11

1о

Ф Фр . 0,15,30 Железо Остальное (1).

Сурьма в данном чугуне является активным перлитизатором и способствует

15 повышению мнкротвердости и обшей твердости. Однако износостойкость его незнач ительна.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сушности и дости.О гаемому результату является чугун следуюшего химического состава, вес.Ъ

Углерод 3,5-4,5

Кремний 2,5-3,5

Марганец 7,5-12,5

Сурьма 0,3-0,5

Железо Остальное (2).

Однако в микроструктуре такого чугуна имеются включения карбида железа

Fe С, которые в совокупности с сурьмой делают его хрупким и малопластнчным.

Предел такого чугуна при изгибе не превышает 21-25 кнгс/мм, а предел проч2 ности прн разрыве не выше 1 2-1 5 кгс/мм .

Поэтому данный чугун не пригоден для изготовления ответственных отливок, работаюших одновременно в условиях повышенного трения и повышенных нагрузок.

1 ель изобретения - повышение нэносостойкости и механических свойств чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что чугун дополнительно содержит цирконий, а компоненты взяты при следуюших соотношениях, вес.%:

Углерод . 3,3-3,7

Кремний 2,0-3,5

Марганец 0,4-0, 8

Сурьма 0,04-0,08

696063

Таблица 1

Химический состав, вес.%

3,2 2,0 0,4

0,4 Остальное

0,04

3,5 3,0 0,6

0,6 Остальное

0,06

0,7 Остальное

0,8

3,7 3,5

0,08

Т аблица 2

Хар

Известный (Ц

Известный Pj

207

15-17 3 2-34

1 2-15 21-25

6,5-7,4

2,1-2,4

1, 1-1,5 4, 9-5,4

229

0,9-1,12 4,-4,2 18-21 38-41

0,8-1 05 3 8 4 0 19-22 39-41,8

229

Предлагаемый

Предлагаемый

241

Предлагаемый 0,8-0,95 3,76-3,95 19;5-22,3 39-42

255 цирконий 0,4-0,7

Железо Остальное.

Наличие сурьмы в указанных пределах способствует образованию перлитной структуры даже при повышенном содержании кремния без снижения прочностных и пластических характеристик, а введение циркония обеспечивает образование обладаюших повышенной износостойкостью мелко» дисперсных эвтектических карбидов, не растворяюших в себя карбиды других элементов: данные карбиды равномерно распределены по матрице чугуна.

Меньше чем 0,4 вес.% циркония вызывает графитизируюшее действие, что свя15

Каждый сплав получалн путем ввода соответствуюшего количества сурьмы и циркония в плавильную печь МГП-52, Содержание углерода в чугуне изменялось 35 путем ввода в печь электродного боя фракции 5-10 мм, а также требуемого коли чества низкоуглеродистой стали. Разливка чугуна для механических испытаний проводилась в сухие формы из стержне- 4р зано спонижением твердости,,а при содержании более чем 0,7% эффект повышения твердости и износостойкости за счет образования карбидной фазы не проявляется; при этих значениях цирконий образует избыточную фазу с элементами чугуна, что создает затруднения при механической обработке. Величина карбидов циркония в предлагаемом чугуне составляет 57 мкм.

Пример. Пля получения сплавов были изготовлены опытные чугуны (составы приведены в табл. 1). вой смеси согласно ГОСТ 2055-АЗ, а отбор проб чугунов для исследования микроструктуры проводился по ГОСТ 3443-57.

В качестве сравнительных чугунов испытывались чугуны, по химсоставу иден.ачные известным (1 3 и .Результаты сравнительных испытаний чугунов приведены в табл. 2.

696063 коний при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 3,3-3,7

Кремний 2,0-3,5

Марганец 0,4-0,8

Сурьма 0,04-0,08

Цирконий 0,4-0,7

Железо Остальное.

Источники информации, -.принятые во внимание при экспертизе

Составитель Г, Дудик

Редактор Н. Вирко Техред М, Петко

Корректор Ю. Мвквренко

Звквз 6709/28 Тираж 727 Подписное

UHHHHH Государственного комитета СССР по делвм изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушсквя нвб., д. 4/5

Филиал ППП "Пвтент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Исходя из табличных данных, меквничвские свойства предлагвемого чугуна (пределы прочности при разрыве и на из« гиб) повышаются в среднем на 55-60%, в износостойкость - в 1,25-1,3 раза.

Формулв изобре тения

Чугун, содержвший углерод, кремний, 1Î мвргвнец, сурьму и железо, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью повышения износостойкости и механических свойств, он дополнительно содержит цир1. Стаидврт ПИР PH-83125-71.

2. Авторское свидетельство СССР

% 464650, кл. С 22 С 37/00, 1975