Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК сЮ С 22 С ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТбРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о ин 3,0-3,4 1,6-2,2 0,01-0,04 0,25-0,45 0,15-0,25 ОстальноеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ(71) Белорусский ордена ТрудовогКрасного Знамени политехническийститут(56) 1, Авторское свидетельствоВ 492585, кл. С 22 С 37/00, 19762. Авторское свидетельство СС,ти, антифрикционных свния склонности к отбелкомпоненты в следующеммас.Х:УглеродКремнийМарганецСераСурьмаЖелезо ащий углерод,сурьму и жей с я тем,износостойкосйств и снижеон содержитсоотношении,Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях сухого трения скольжения.Известен чугун и , содержащий, мас.7;УглеродКремнийМарганецМагнийЖелезо 26-3,0 2,7-3,2 3,0-4,5 0,04-0,06 10 Остальное 20 До 0,01 До 0,02 До 0,01 Известный чугун имеет удовлетвори- Зотельную износостойкость в условиях сухого трения скольжения 2,Однако при высоких скоростях сколь. жения более 2,0 и/с известный сплав35 проявляет склонность к адгезионноиу взаимодействию с контактируеиой поверхностьв. Это, в первую очередь связано с тем, что количество структурно-свободного графита, который является оеновной смазкой на поверхности трущихся деталей, недостаточно в данных режимах работы для образования разделительного слоя необходимой тол" щииы иежду контактируемыми поверхнос.тяииЦелью изобретения является повыше ние иэносостойкости, антифрикционных свойств чугуна и снижение склонности к отбелу.Указанная цель достигается тем,что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму и железо, содержит компоненты в следующем соотно" шении, иас.Х: Данный чугун обладает недостаточ" ной иэносостойкостью и низкиии антифрикционными свойствами.15Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемоиу эффекту является чугун следующего состава, мас.й:Углерод 3,0-3,4Кремний 1,6-2,2Марганец 0005 004Сера 0,1-0,2Сурьма 0,15-0,25Железо ОстальноеПримеси:ХромНикельфосфор0,15-0,25 Остальное Сурьма Железо При этом отношение марганца, сур.иы и серы равно 1:(6,25-15):(11,2525), а их сумма равна 0,41-0,74 мас.й.Для получения сплава готовят трисмеси ингредиентов, содержащие каждая углерод, кремний, марганец, серу,сурьму, взятых на нижнем, среднеми верхнем пределах, При этом содержание железа составляет дополнительно до 1003 каждой смеси. Для сравнительных испытаний используют известный состав при среднем содержанииингредиентов. В качестве шихты дляполучения предлагаемого состава используют металлизованные окатыши,электродный бой, ферросилиций, Ферромарганец, сурьму, сернистое железо.Плавки проводят в индукционной печис кислой футеровкой. Заливают образцы в сухие песчанные формы. Испытания на износ проводят в условияхсухого трения скольжения при удельной нагрузке 12 кг/см и скоростискольжения 1,2 м/с. Износостойкостьоценивают весовым методом в граммах,отнесенных к 1000 м пробега,Полученные сравнительные результаты приведены в таблице.Как видно иэ таблицы, увеличениеконцентрации серы в пределах 0,250453 повышает износостойкость, снижает коэффициент трения и склонностьсплава к отбелу. Структура сплаваполностью перлитная. Микротвердостьэвтектоида 230-270 Ни. Увеличениеконцентрации серы в чугуне значительно влияет на форму графита. Включенияграфита становятся более компактными,толщина их увеличивается в 2-3 раза,длина уменьшается от 110-120 до 7090 мк. Совместное легирование серойи сурьмой приводит к образованию вструктуре сернисто-сурьиянистой эвтектики (ЗЬ 8-РеВ) с температуройплавления 620 С. В процессе трения в связи с локаль.ныи повышением температуры, происхо-дит частичное плавление сернистосурьиянистой эвтектнкн и образованиянаряду с графитом дополнительной фазы,препятствующей адгезионному взаимо"действию лары трения. Пределы содержания углерода (3,0- 343) кремния (16"222) марганца (001-0047) выбраны исходя из получения перлитной металлической матрицы.1090746 Химический состав, мас. :1 1 1 Уровень содержания ингредиентов Чугун Мп 8 Ь 8 С 81 Известный 33 18 002 020 015 Средний Предлагаемый Нижний Средний ВерхнийЗф 01 эб Оэ 01 Ов 15 Оэ 25 1,8 0,02 0,20 . 0,35 2,2 0,04 0,25 0,45 16 001 012 024 2 ь 2 Ов 04 Оэ 27 Оэ 46 3,3 3,4 3,0 Ниже нижнего Выше верхнего 34Продолжение таблицывте аифюеа тениеюЕею а Соотношение Сумма Отбел, Износ, Коэффициент Ип:8 Ь;8 . Ип+8 Ь+8 мм г/1000 м трения Чугун 0,37 Известный 1: 10 з 7,5Предлагаемый 1:15;25 7 0,045 0,13 0,41 5 0,033 О, 11 4 0,028 0,08 0,57 0,74 0,37 1:10:17,51,625 х 11 ф 251: 12:24 0,085 5 0,031 5 0,041 0,13 0,57 8 0,046 0,14 1:6,85: 115ейе ВНИИПИ Заказ 3018/24 Тираж 603 Подписное Фыдаал ППП ейатектф г, Ужгород, ул.Проектная,4 Нижний предел содержания серы (0,25 Х) выбран исходя из получения сплава без структурно-свободного цементита, верхний предел (0,45 Х) выбран исходя из того, что при содержа нии серы выше 0,45 Х степень влияния ее на износостойкость и коэффициент трения чугуна несколько снижается.Пределы содержания сурьмы (0,15-0,25 Х) выбраны: нижний .исходя иэ получения удовлетворительной иэносостойкости, а верхний обусловлен тем, что при содержании в сплаве сурьмы более 0,25 Х значительно повышается твердость,сплава, что ухудшает его обра батываемость резанием, кроме того, снижается прочность чугуна. Оптималь 4ный состав сплава содержит З,ЗХ углерода, 1,8 Х кремния, 0,02 Хдмарганца,0,35 Х серы, 0,20 Х сурьмы,Технология получения предлагаемого сплава заключается в расплавленииметаллизованных окатышей в электроду.говой или индукционной печах, науглераживании расплава, введении недостающего количества кремния и марганца,а также необходимого количества серыи сурьмы./Предлагаемый сплав наиболее эффек.тивно использовать для изготовленияотливок гильз двигателей внутреннегосгорания.Экономическии эффект от внедренияизобретения составит 33,8 тыс.руб.