Износостойкий чугун

(11) 5 М 4852 Союз Советских Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1) Дополнительное к авт. свид-ву -Заявлено 26,05,75 (21) 2137309/О 51) С 22 С 3 соединением зая осударстаеииыи конит Совета Мииистроа ССС по делан изобретений и открытий(45) Дата опубликован 53) УДК 669,13- -018,256 (088.8 6,бюллетень МйО описания 19,11.7 2) Авторы изобретения А,рамченков,Минский филиал Научно-исследовательского института техноло автомобильной промышленности(54) ИЗНОСОСГО УГУ относится к металлургии, в чению износостойких чугум графитом, которые могу ны для изготовления отлипри знакопеременных натвуюшей вибрацией.ун следующего химическог Изобретение частности к пол нов с шаровиднь быть использова вок, работающих грузках с сопутИзвестен чуг состава, вес,%; 3 ф 1 - 314 1019 2 ф 50,6 - 0,90,25- 0,3515 Углерод Кремний Марганец Медь Хром Никель Олово 0,4 0,60,15 - 0,25Оф 1 - 0116Остальное 1,сей может содер 0,12; фосфор 2и ничес гунакостьюзнакопеых и н ЖелезоЧугун в качестве примежать, вес,%: серу О, 05 -0,1 - 0,2,Чугун обладает высокими мехасвойствами (например твердость217-255 НВ), высокой износоетно низким пределом усталости прременных нагрузках в симметрич И. Ушерович, В. М, Волков и А. В. Шеста 2симметричных циклах "растяжение - сжатие"с одновременным изгибом и соответствуюшей низко- и высокочастотной вибрацией,Изготовление шатунов двигателей из данного чугуна невозможно, так как отливкивыходят из строя в результате усталостного разрушения металла,Известен также чугун следующего химического состава, вес,%:Углерод 3,6 - 4,5Кремнии 1,5 - 2,0Марганец 0,4 - 1,0Медь 0,7 - 1,0Хром 0,05 - 0,5Никель 0,1 - 1,0Магний 0,015 - 0,06Бор 0,001 - 0,01Железо Остальное 12,Недостатком такого чугуна являетсясклонность к кристаллизации с большим количеством цементита в тонкостенных отливках типа шатунов вследствие низкого содержания кремния. Кроме того, для разложенияцементита требуется проведение длительнойвысокотемпературной термообработки, Отли 524852Г. прудикРодак Корректор С, Шекмар Заказ 5108/584 Тираж 764 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набд. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тые из указанного чугуна шатуны имеют предел усталости не более 13-13,5 кг/мм из за низкой способности чугуна к релаксированию напряжений, возникающих в шатунах при знакопеременных нагрузках. 5Низкая способность известного чугуна к релаксированию напряжений в деталях объясняется тем, что при наличии 1,5-2,0% кремния. и 0,001-0,01% бора в металле на границах эвтектических колоний выделяются 10 грубые включения борида Уе (ЬС), повышающие износостойкость чугуна, но препятствующие движению дислокаций через границы зерен. В условиях затрудненной передачи скольжения от зерна к зерну в поликристал лическом материале релаксирование напряжений происходит за счет образования микротрещин, являющихся источником зарождения макротрещин.Чугун имеет следующие свойства после 20 термообработки:Предел прочности, кг/мм 85 - 110Относительное удлинение, % 4 - . 7рУдарная вязкость, кгм/см 2 - 5Твердость НВ, кг/мм 275 - 325 25Предел усталости шатуновкг/мм 13,0- 13,5Износ, мкм/ч 3,0- 3,5Целью изобретения является повышение предела усталости без уменьшения износо стойкости. Это достигается тем, что чугун дополнительно содержит олово при следующих соотношениях компонентов, вес.%:Углерод 3,4 - 3,8Кремний 2,4 - 2,8 35Марганец 012 - Оф 7Медь Оф 40 - Оф 65Хром 0,01 - 0,10Никель 0,5 - 1,0Магний 0,015- 0,07 40Бор 0,001-0,005Олово 0,001-0,05Железо Остальное. Предлагаемый чугун выплавляют в печи,Содержание серы в нем должно находиться45в пределах 0,001-0,005%, а фосфора 0,005-0,20%, так как присутствие указанныхэлементов в больших количествах снижаетпредел усталости. Легирование металла бо 50ром и оловом производят непосредственноов печи или в ковше при 1300 - 1500 С;СоставительРедактор Н. Корченко Техред Г,При кристаллизации чугуна, содержащего 2,4-2,8% кремния, 0,001-0,005 бора и 0,001-0,50 олова, в тонкостенных отливках практически отсутствует цементит, а твердые включения бора имеют состав типа Гв (.В,5 п,С) дисперсны по своему характеру и располагаются не на границах зерен, а равномерно по объему отливок. Такие включения придают чугуну высокую износостойкость и не препятствуют релаксированию знакопеременных юпряжений в отливках за счет снижения подвижности дислокаций на границах зерен, Все это способствует повышению предела усталости чугуна до 16-16,5 кг/мм .Физико-механические свойства описываемого чугуна в термообработанном состоянии следующие;Предел прочности, кг/мм 87, 1 - 101,9Относительное удлинение, % 4.,0 - 4,5Твердость НВ, кг/мм 269 - 285Износ, мкм/ч 3,0- 3,5Предел усталости шатунов, кг/мм 16 ф 5 формула изобре гения Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, хром, никель, магний, бор и железо, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения предела усталости, он дополнительно содержит олово при следующем соотношении ком понентов, вес.%:Углерод 3,4 - 3,8 Кремний 2,4 - 2,8 Марганец 0,2 - 0,7 Медь 0,4 - 0,65 Хром 0,01 - 0,1 Никель 0 5 - 1,0 Магний 0,0150,07 Бор 0,001- 0,005 Олово 0,001.- 0,05 Железо Остальное,Источники информации принятые во внимание при экспертизе:1, Авт,св. СССР393351, М. Кл, С 22 С. 37/00 от 10.08.73 г.2. Авт. св, СССР360390, М, Кл. С 22 с 37/00 от 06.08.69 г.