Антифрикционный чугун
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 13.06.80 (21) 2939249/22-02 (5t)M. Кл.
С 22 С 37/08 с присоединением заявки М
Государствеииый комитет (23 } Приоритет
СССР
Опубликовано 23.01.83. Бюллетень Рй 3
Ilo делам изобретеиий и открытий (53) УД 669. 13. .018.2 (088.8) Дата опубликования описания 23.01.83
4,-1.: .
Г, И. Сильман, Н. A. Болховитина, П. 3. Э, айн A. А;;gK oв и М. С. Фрольцов - v (/, ;. """- :; - ., у / / (72) Авторы изобретения (7I} Заявители
Брянский технологический институт и Бр ирригационных машин (54) АНТИФРИКБИОННЫЙ ЧУГУН .
1
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию антифрикционных чугунов
Известен чугун (1 ) следующего хиФ о . мического состава, вес. Ь:
Углерод 2,5-3,2
Хром . 9-10,8 . Кремний 1,2-2,4
Марганец . 1 1-1 1,5
Ванадий О, 15-0,3
Берий 0,001-0,2
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна являются низкие антифрикционные свойства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чугун (2) следующего хнйтического состава, sec.%:
Углерод 2,4-3,6
Кремний 1 2-2,6
Марганец 0,3-4,0
Хром 6,6-8,9
Ванадий О, 1-0,8
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна яв ляются низкие механические и антифрикционные свойства.
Целью изобретения является повышение механических и антифрикциокных свойств.
Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий и железо, содержит компоненты при сладукяцем соотношении, вес.%:
Углерод 3-3,7
Кремний 3-5, 17
Марганец 0,3-0,81
Хром 3,1-5,0
Ванадий О, 1 0-0,52
Железо Остальное
В качестве примесей чугун может содержать серу (до 0,8 вес.%). и фосфат (до 0,1%) °
Пример . Чугун выплавшпот в индукционной печи. В качестве шихты используют стальной лом с добавкой ферро990859 емая
5,00 0,10
3,60 4,77 0 30 3,10
4,30
0,12
4,70 0,39
3,22
0,12
3,29 3,00 0,70
0,48
3,79 0,47
3 44 4,28
3 00,437 0 61 400 052
3,30 5,17
3,70 4,03
3,90 0,47
3,80 0,21
0,81
0,42
Известная
Зз0 1в8 2в1 7е7 0 5
3,3. 2, 1 0,42 7,3 0,46
3 силиция марки ФС 45 и феррохрома
: марки ФХ200. Разливку чугуна проводят в сухие песчано-глинистые формы. Для измерения механических и антифрикционных свойств отливают образцы диаметром
12 мм и сечением 12х12 мм.
В табл. 1 приведен химсостав чугунов.
При содержаниях хрома меньше рекомендуемых в структуре не образуются карбиды М- С . при содержаниях хрома 10 больше рекомендуемых резко ухудшается обрабатываемость чугуна и увеличивается коэффициент трения за счет образования большого количества карбидов и уменьшения количества графита, Уменьшение содержания кремния против указанного .количества вызывает отбел структуры и снижение прочности и износостойкос-. ти чугуна: увеличение содержания кремния выше указанных пределов вызовет охрупчивание чугуна. Ванадий вводитя в сплав для повышения прочности.,Положительное влияние ванадия на прочность наблюдается при увеличении его содержания до 0,5%. Введение больших количеств ванадия не приводит к дальнейшему повышению прочности и является нерациональным.
В табл. 2 приведены механические 30 свойства, предлагаемого и известного чугуна.
Отжиг проводят по режиму: нагрев до 900 С, выдержка 3 ч, охлаждение на воздухе. Режим улучшения: закалка о от 950 С в воде, отпуск при 600 С в течение 1 ч. Предлагаемый чугун характеризуется наличием в структуре графита, что придает ему в отличие от известного, белого доэвтектического, большую пластичность и антифрикцион» ные свойства. В то же время, как видно из таблицы, предлагаемый чугун имеет максимально достигаемые значения прочности за счет термической обработки.
В табл. 3 приведены антифрикционные свойства предлагаемого и известного чугунов.
Поскольку термообработка известного чугуна не приводит к изменению свойств (табл. 1), данные по антифрикционным свойствам для известного чугуна в табл. 3 даны в питом состоянии.
Испытания проводят на машине МИ-3N с модернизированным узлом трения при частоте вращения диска 250 об/мин с удельными нагрузками 15-50 кгс/см .
Диск контртела диаметром 50 мм иэготовлеп из стали 45 и термообработан на HRC 45.
Как видно, антифрикционные свойства предлагаемого чугуна значительно выше известного, особенно при больших давлениях.
Таблица1
9908gQ с
О СО
Щ
О д IO
О О .4
0)
О"
С9
0)
С9 С9
О О
С9
Я С0
nl e4
1 l с4 с4
СЧ СЯ Ф
О
0)
О ф
lO
О
О сО
О (О
Щ
О 3
О
С9
СЯ О3
О О
IQ Ж
СО (Q.
Я СЯ
СЧ 03
О О
Я t0
IO c
О3 Ol
О3 СЧ
О О
IO II)
О Ф
8) à
О3 Ol
990859
Состояние
Коэффициент сухого трения при давлениях кгсl см
Предлагаемая
Литое
0,90
0,87
0,75
Отожженное
0,81
0,78
0,67
0,80
0,78
0,70
0,55
0,71
0,80
Ото жженное
0,63
0,50
0,42
0,52
0,65
0,78
Улучшенное
0,86
0,65
Литое
Отожженное 0,72
Улучшенное 0,79
Литое 0,86
0,58
0,70
0,60
0,77
Обожженное 0,68
Улучшенное 0,80
0,63
0,76
0,82
Литое
0,50
0,64
Отожженное 0,72
0,68
- 0,54
0,79
Улучшенное
0,55
0,74 0,82
6 Литое
0,61
0,67
0,45
Ото жженное
0,63
0,48
0,76
0,55
0,71
0,82
0,42
0,60
0,63
Ото жженное
0,48
0,62
0,75
Улучшенное
Известная
0,92
0,90
0,98
0,85
0,88
0,92
Улучшенное
Литое
Улучшенное
Литое .
Литое
Литое
0,79
0,65, 0,52
0,66
ТаблицаЗ
0,59
0,46
0,52
9 -990859
Формула изобретения
Марганец
Хром
Ванад ий
Железо
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР
¹ 587170, кл. С 22 С 37/06, 1974, 2. Авторское свидетельство СССР
N0 829710, кл. С 22 С 37/10, 1979.
3-3, 7
3-5, 17
Антифрикционный чугун, содержаший углерод, кремний, марганец, хром, ванадий и железо, о т л и ч а ю ш и и с я тем, 5 что, с целью повышения механических и антифрикционных свойств, он содержит компоненты при следуюшем соотношении, вес.%:
Углерод .
Кремний
0,3-0,81
3, 1-5,0
0,1-0,52
Остальное
Составитель 3. Петренко
Редактор Н. Рогулич Техред М. Надь Корректор М. ШаРоши
Заказ 63/39 Тираж 625 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
