Чугун
О П И С А Н И Е (1»986955
ИЗОВРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскнк
Ссщнвянстнческнк
Республик (6l) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 12. 02.82 (21) 3382800/22-02 с прнсоеанненнещ заявки М (51)N. Кл.
С 22 С 37/08 тееуаарстееввыв кенвтет
CCCP ав двяан взевретевяй в вткрытий (23) Приоритет
Опубликовано 07.01.83. 6ктллетень М 1 (53) 3 ДК 669 13-196 (088. 8) Дата опублнковання описания 07. 01. 83.С. В. Кочевых, Э. Л. Воробьева, О.Д. Жижакина, В.Ф. Сенкевич, 10.П. Белый, В.И. Савостин, Г. Г. Цайэер и Л. Г. Колычева (72) Авторы изобретения с
Уральский научно-исследовательски черйых металлов (7l ) Заявитель (54) ЧУГУН
Изобретение относится к металлур- . гии и машиностроению, в частности к изысканию износостойких чугунов, и может быть йспользовано для тормозных барабанов.
Известны серые чугуны, применяемые для отливки тормозных барабанов. Эти чугуны имеют невысокие механические и эксплуатационные свойства, что приводит к значительному расходу чугуна.
Среднестатическая твердость металла ,.из чугуна марки СЧ18, применяемого
:для отливки тормозных барабанов, по
ГОСГ 1412-79 составляет -170-229 НВ.
15 пониженная твердость чугуна вызывает повышенный износ, а пониженная прочность приводит к разрушению тормозных барабанов при эксплуатации автомобилей и тракторов. Повышенный из-2о нос материала тормозных барабанов, кроме увеличения объема их производ" ства на заводах» вызывает и дополнительные затраты на замену деталей и
2 потери от простоев автомобилей и тракторов в народном хозяйстве.
Известен чугун (1) следующего химического состава, вес.
Углерод 2 5 4,0
Кремний 0,5-2,8
Иарганец Не более 1,0
Хрои 0,15-1» 5
Никель 0,25-2,0
Ванадий 0,1-0,4
Иолибден 0,25-2,0
Бор 0,15-0,5
Иедь 0,25 2,0
Железо Остальное
Данный чугун обладает высоким со- противлением абразивному износу, вязкостью и герметичностью, что позволяет использовать его для уплотнительных колец поршневых двигателей.
Наиболее близким к изобретению. по технической сущности и достигаемому результату является чугун 2 ) следующего химического состава, вес., 9869
10
Углерод 2,5-4,0
Кремний 1 5 ",0
Марганец До 2,0
Молибден и никель 0,1-1,5
Медь 0,2-1, 5
Один или несколько карбидообразующих элементов: бор, хром, ниобий, фосфор, титан, .вольфрам, ванадий 0,01-0,02
Магний 0,03-0,1
Железо Остальное
Недостатками известного чугуна являются низкая износостойкость, проч- нбсть и высокая стоимость в связи с применением при выплавке большого количества дорогостоящих материаловникеля, молибдена, ниобия, вольфрама, что неприемлемо для массового произ-,20 водства деталей, а также ro нетехнологичность, поскольку усложнен процесс ввода легирующих элементов из-за при- . менения магния.
Цель изобретения - повышение изно- 5 состойкости и прочности.
Цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, бор, медь и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, вес.
Углерод, 2,5 53,5
Кремний 1 5"2,2
Марганец 1,0-1,5
Хром 0,05-0,4
Никель 0,01-0,5
Титан 0,01-0,5
Ванадий 0,1-0,7
Бор 0,01-0, 15
Медь О, -03 40
Железо .Остальное
Химический состав, физико-механические свойства предлагаемого чугуна приведены в таблице.
Верхний предел по кремнию понижен
45 ! по сравнению с известным(2),. так как при Si 2,2 неблагоприятно проявляются фрикционные свойства чугуна. Легирование никелем совместно с медью, ванадием и хромом позволяет улучшить механические свойства серого чугуна.
При этом никель значительно ослабляет отбеливающее влияние хрома. Пределы легирования никелем снижены в cBR ,зи с тем, что он стабилизирует аустенит и способствует образованию в структуре остаточного аустенита, что отрицательно сказывается на износостойкости чугуна.
Увеличение пределов легирования ванадием и титаном приводит к повышению их влияния на металлическую основу серого чугуна, что повышает предел прочности и износостойкость чугуна в результате образования твердых дисперсных комплексных V-Т1 карбидов.
Увеличение содержания ванадия и титана выше верхних пределов приводит к отбелу чугуна, что является браковочным признаком при производстве тормозных барабанов.
Легирование предложенного чугуна медью позволяет повысить износостойкость и прочность эа счет перлитизации структуры. Снижение пределов легирования медью связано с тем, что увеличение содержания ее выше верхнего предела оказывает лишь незначительное влияние на увеличение предела прочности,и не сказывается на иэносостойкости.
Увеличение общего содержания хрома позволяет добиться увеличения твердости чугуна. Благоприятное влияние хрома усиливается при введении его в чугун. совместно с ванадием. Увеличение содержания хрома выше верхнего предела приводит к отбелу чугуна, что понижает его прочность.
Для увеличения износостойкости чугуна увеличены пределы легирования чугуна бромом. Добавка бора улучшает. равномерность распределения твердых включений в структуре чугуна и повышает его твердость. Увеличение содержания бора выше верхнего предела делает чугун хрупким, превращая его из серого в белый.
Повышение прочности и износостойкости тормозных барабанов из предложенного чугуна позволяет получить экономический эффект в размере 1171 тыс. руб.
986955
1
1 !
I
1
I .I
84? 1
1
Ф
ФЧ (Ч
С!
ФЧ
Ю а
ФЧ
ФЧ а
CV ъО а
ФЧ
CV
CV м о
Ф
I. 1
0О м
1 I
ФЧ
Ю а
ФЧ
»
00 (Ч
Ю. м!
» о
CA о
LA
Ю
Ю а
Ю
»
Ю а
Ю
Ю
Ю
» с Ю
0О
:(С.Э
CV
3Х о
Б 4
Х Ю (v ф ф
EO
X с»
CD м
» о м
Ю,Ю л
CD
Ю
Ю а
»
CD а
Ю
LA
»
° 4Г
CD о
ГЧ
Ю
ФЧ
Ю
fD о (4
» о
CV
Ю.м
»
00 (Ч
ГЧ о
-з
Ю
Ю л
ФЧ
Ю л (Ч
С! а м
CD о о о м
» о
»
° \
fD
Ю
»
Ю
fD
0О а
» (Ч
Ю (Ч м о
CV
» м
Ю (Ч м
Ю (Ч
» м
ФП!
Ф<Ъ
СО
» м
1 . е
I .0
1 (L О
m O
* У
1 О>Х с о
1 Q (I {» О
Z 0
o o о о х z
I l» Ifl о z
I К 1
X 1
1» X 1
1 у » I
I + V 1 ! р
1 У 1 (-Э
1
1 ЙЗ х
1
1
i 1! 1
1 С(3 1
1 X: 1
1 1! 1.
1 1
I !
1 I
3 О !
1 1
I 1
Ф Ч
1 1
I 1
1 l
1 "! 1
D. 1
I 1
I !
I 1
1 1 о 1 I
1 1
° 1 (О 1
0 1 ф (1 ф 1
I 1
° I 1 ф 1 1
Ig 1 1, 1 ) 1 о о и
1 I
>Й 1 1
X 1 I х о - !
9 I- I
Р 1 3
X 1
Z I f х
I ° 1
1 И !
В 1
I I
1 1
1 1
1 I
1 3- 1
I D !
1 1
I !
l — l
1 C !
1 X. 1
I I
1! 1! °
1 I
1 Ф в
1 I
3 !!
I I о! I
Г
1
1
1 !
1.
l !
I
I
1
1
1
I
1
1 !
I !
I !
1
I.
1
1
I
I !
I
1
1
I
1
1
I
I
I
1
1
I
1 (1
1
1
1
1
I ! о а
Ю о а
0О - 3 (Ч ФЧ
1 1 ° 1
» о о а ь с о о
Б
X CA C
Q Я »
fg
В» а о и
O. с а о о о о а cD
» о о о а
:Г Ю
» о о
-Ф CD
Ю (ч а
»
ГЧ а а
» »
М (Ч о о
LA ъО
CV ФЧ
Л 00
ФЧ СЧ
» о о а LA о ю
D CD
Ю
ИЪ
° о Ю4Ю
° а
Ю О
» о о
cv Ln
Ю о
0О Ю (Ч -Ф
Ю » о о о о ю о
00 00 о о
ФЧ ФЧ е » м м о
Ю
1
l
1
l
1
1 (!
I !
1
)
1
I !
I !
Ф
1
1
3
1
1
1
I
I !
1
1
1
I
1
Ф
1
1
1
1
1
1
3
Ф ! !
1
1 !
I, I
1
I
1
1
l
1
1
I
1 (I
1
I (1
Г
986955
Формула изобретения
253)5
1,5"2,2
1,0-1,5
0.05 0э4.Составитель Г. Дудик .
Техред М. Гергель Корректор А.Гриценко с
Тираж 625 Подписйое
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, N-35, Раушская наб,, д. 4/5
Редактор М. Дылын
Заказ 10215/4 филиал llllll "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Чугун „.,содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, ванадий, бор, медь и железо, о т л и ч а- ф ю шийся тем, что, с целью повыюения износостойкости и прочности, он содержит компоненты в следующем соотноаении, вес.
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Никель 0,01-0,5
Титан 6,01-0,5
Ванадий 0,1-0,7
Бор 0,,01-0,15
Медь 0,1-0,3
Железо Остальное
Источники информации, инятые во внимание при экспертизе
1. Заявка Японии N 53-29221, кл. 10 J 173., опублик. 18.03.78.
2. Патент Японии N 51-28322, кл. 10 J 173, 1978.
