Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 091 (111 А За) С 22 С 37 10 ЕНИЯ тоос комм свидсттльстви(54) (57) ЧУГУН,кремний, марганеи железо, о т лтем, что, с цельционных свойствстойкости, он доалюминий при слекомпонентов, масУглеродКремнийМарганецСурьмаВанадийАлюминийЖелезоГОСУДАРСТВЕННЬ 9 КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБ(72) Е,И. Шитов, С,Н. Леках, А.Г. Слуцкий, С,В. Киселев и Л,Л. Счисленок (71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1. Авторское свидетельство СССР521342, кл. С 22 С 37/00, 1976.2. Авторское свидетельство СССР ло заявке У 3233589/02,клв С 22 С 37/10 1981 содержащий углерод,ц, сурьму, ванадийи ч а ю щ и й с яю улучаения антифрики повывения износополнительно содержитдующем соотновении .Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях сухого трения-скольжения.Известен чугун И , содержащий, мас,7:Углерод 2,5-3,5 Кремний 1,5-2,5 Марганец 0,4-0,9 Сера 0,23-0, 9 Фосфор 0,23-1,0 Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет низкую износостойкость и вбокий коэффициент трения,Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун 21 следующего химического состава, мас.Ж:Углерод 3,0-3,4 Кремний 1,6-2,2Марганец 0,005-0,04 Ванадий О, 15-0,45 Сурьма О, 15"О, 45 Сера О, 1-0,2 Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет в своем составе комплекс элементов (кремний, ванадий, сурьму, марганец), легирующих ЗО н стабилизирующих карбидную фазу сплава, что обеспечивает достаточно высокие механические свойства материала. Однако использование чугуна данного состава для производства деталей антьщ фрикционных узлов трения нецелесообраз. но ввиду их низкой износостойкости и высокого коэффициента трения.Целью изобретения является улучшение антифрикционных свойств и повыше нйе иэносостойкости.Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, дополнительно содержит алюми ний при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:УглеродКремнийМарганецСурьмаВанадийАлюминийЖелезо55Пределы содержания компонентов установлены исходя из условия получения наиболее благоприятного сочетания структуры и эксплуатационных характеристик (величины коэффициентатрения и износа) сплава,Содержание углерода (3,2-3,4 Ж) икремний (1,6-2,07) выбраны исходяиэ условия получения перлитной метал-лической матрицы с содержанием феррита не более ЗЖ и ледебурита не более27. Нижний предел содержания сурьмы(0,37) связан с повышением износостойкости и антифрикционных.свойствчугуна при минимальной степени легирования металлической матрицы. Верхний предел содержания сурьмы (О, 1 Ж)и ванадия (0,25 Ж) ограничивает количество карбидов в структуре до 2 Ж.Увеличение концентрации алюминиясвыше 1,07 пргводит к появлению феррита и значительному повышению износа материала,Для изучения структуры, износостойкости и антифрикционных свойстввыплавляют три состава чугуна ссодержанием компонентов на нижнем,среднем и верхнем уровнях. Для срав"нительных испытаний используют известный состав с содержанием ингредиентов на среднем уровне. В качестве шихты для получения чугуна с низким содержанием марганца применяютвысокоуглеродистые металлизованныеокатыши, ферросплавы кремния, ванадия, кристаллическую сурьму и техни:ческий алюминий, Плавку проводят виндукционной печи с кислой футеровкой.Образцы для испытания заливают в сухйе песчаные формы. Испытания на износпроводят в условиях сухого тренияскольжения на машине типа МТМ приудельной нагрузке 14 кг/см и скорости скольжения 2 м/с.Химические составы исследуемыхсплавов и результаты испытаний представлены в таблице.Как видно из таблицы, введениев состав чугуна алюминия повышаетизносостойкость материала и снижаеткоэффициент трения. Структура сплаваперлитная, с отдельными включениямиферрита до 47. Микротвердость перлита 250-300 Н 1, Включения графита равномерно расположены в металлической матрице. Повышение эксплуатационных свойств материала связано с образованием сложных окисных пленок алюминия и уменьшения адгеэионного взаимодействия контактируемых поверхностей.3 1090749 4Оптимальный состав сплава содер- кий металл перед заливкой кристаллижит, Х: углерод 3,3, кремний 1,8, ческой сурьмы и технического алюминия. марганец 0,022, сурьма 0,075, алю- Легирующие элементы вводятся в чугун миний 0,65. исходя иэ условия усвоения кремнияТехнология получения сплава пред 30-903, ванадия 80-853, сурьмы н алюлагаемого состава заключается в рас- миния 90-993.плавлении металлизованных окатышей Предлагаемый состав чугуна целен электродуговой и индукционной печах, сообразно использовать для иэготовлевведении в шихту ферросплавов крем- ния подшипников скольжения, работания (75 Ж 8), ванадия (453 Ч) в жид" 1 О ющих в условиях сухого трения. Уровеньсодержания ингредиентов Коэффициенттрения Относительная изХимический состав, мас.Х Чугун Ч А 1 Ре носостой" кость С 81 Ип БЬ Известный Средний 3,2 1,9 0,022 0,3 0,3 0,11 0,15 1 Предлага- Нижний 3, 2емыйСредния 3,3 0,3 1,25 0,091,43 0,084 1,6 0,005 0,05 О, 1 1,8 0,022 0,075 0,175 0,65 1,64 0,087. Верхний 3,4 2,0 0,04 0,1 0,25 1,0 Ниженижнего 3,2 1,6 0,005 0,05 0,07 0,15 1103 Оф 09 Вышеверхнего 3,4 2,0 0,045 1,23. О, 12 0,12 0,3 Составитель Н. КосторнойРедактор В. Иванова Техред А,Бабинец Корректор Л. ТЯско Заказ 3018/24 Тираж 603 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4