Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 9) (И) 332 11 С 22 С 37/ ЕНИ ЕТЕЛЬСТВ ераурьмаромолибде орелезо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ. ОПИСАНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехническийинститут(56) 1. Авторское свидетельство СССР836185, кл, С 22 С 37/00, 1981.2. Авторское свидетельство СССРпо заявке3552121,кл. С 22 С 37/00,1983.(54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром, молибден, бор и железо, о тличающийся тем, что, с целью повышения поверхностной твердости после термической обработки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х:УглеродКремнийМарганец 3,0-3,41,6-2,50,005-0,040,1-0,20,15-0,250,5-1,40,4-1,20,2-0,35Остальное0 20 изобретение относится к металлурсгии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающихв условиях трения скольжения.Известен чугун 11 3, содержащий,вес.7:Углерод 3,0-3,4Кремний 1,6-2,2Марганец 0,005-0,04Сера 0,1-0.,2Сурьма 0,15-0,25Железо ОстальноеУказанный чугун имеет низкую поверхностную твердость после термической обработки. 15Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигаемому результату к предлагаемомуявляется чугун 2 3, содержащий,вес.7:Углерод 3,2-3,4Кремний 1,6-3,0Марганец 0,005-0,04Сера 0,08-0,10Сурьма 0,05-0,14 25Молибден 0,10-0,40Хром 0,5-3,0Бор 0,08-0,18Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет недостаточ- З 0ную поверхностную твердость послетермической обработки.Цель изобретения - повышение поверхностной твердости после термической обработки.Поставленная цель достигается тем,что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром,молибден, бор и железо, содержиткомпоненты при следующем соотношении, мас.7:Углерод 3,0-3,4Кремний 1,6-2,5Марганец 0,005-0,04Сера 0,1-0,2Сурьма 0,15-0,25Хром 0,5-1,4Молибден 0,4-1,2Бор 0,2-0,35Железо ОстальноеПределы содержания компонентов50установлены исходя иэ получения наи"более благоприятного сочетания структуры и свойств чугуна, Нижние пределысодержания кремния 1,6 и углерода3,0 мас,Е вызваны необходимостью получения металлической основы без метастабильной Фазы, верхние 2,5 и3,4 мас.й соответственно ограничены получением перлитной структуры с количеством феррита не более 27, Соде.ржание марганца (0,005-0,04 мас,7.),серы (0,1-0,2 мас.7), сурьмы (0,15-025 мас.7), хрома (0,5-1,4 мас.7),молибдена (0,4-1,2 мас.7,), бора (0,20,35 мас,7) выбирается из условия максимального упрочнения металлическойосновы.Увеличение концентрации серы,сурьмы, хрома, молибдена и бора вышевыбранных пределов повышает склонность чугуна к отбелу. Повышение содержания марганца (более 0,04 мас.7.)приводит к образованию феррита вокругграфитных включений.Нижние пределы соДержания сурьмы0,15 мас.7 и бора 0,2 мас,7. характеризуют существенное повышение твердости мартенсита(после термообработки)Гза счет изменения его дислерсностии легирования, Содержание сурьмы0,25 мас,7 при затвердевании способствует образованию ледебурита, чтозначительно ухудшает обрабатываемостьматериала, Увеличение содержания борасвыше 0,35 мас.7. не дает значительногоповышения твердости закаленного слояи экономически нецелесообразно, Поло-жительное влияние на повышение твердости закаленного слоя оказываетмолибден, входящий в твердые растворыструктурных составляющих и образующиймелкодисперсные карбиды.Для получения чугуна выплавлены трисостава сплавов, содержащих каждыйингредиенты на нижнем, среднем иверхнем уровнях. Содержание железа.при этом составляет дополнительнодо 1007 в каждом сплаве, Для сравнительных испытаний используют известный чугун со средним содержаниемлегирующих элементов.Химический состав чугунов представлен в таблице,Чугуны готовят в тигельной индукционной печи емкостью 40 кг с кислойФутеровкой. Ниэкомарганцовистые чугуны получают на основе высокоуглеродистых металлизованных окатышей Врасплав добавляют электродный бой,ферросплавы кремния (0,75 7. 8),марганца (457 Мп), хрома (757 Сг),молибдена (607 Мо), бора (157 В),сернистое железо и кристаллическуюсурьму. Образцы заливают в песчаныеФормы.Заготовкиподвергают механическойобработке для снятия литейной короч3 1117332 ки, нагревают ТВЧ до 850-880 С ипроводят закалку в воде. Затем заготовки отжигают. для снятия Внутренних0 напряжений в течение 1,5 ч при 250 С.Твердость образцов замеряют в литом состоянии и после термической обработки. Результаты замера твердости представлены в таблице. Сплав 3,3 2,4 Известный 0,02 0,10 0,10 0,18 Предлагаемый 3,0 1,6 0,005 0,1 0,15 0,5 3,2 2,0 0,002 0,16 0,21 0,9 3,4 2,5 0,04 0,2 0,25 1,4 2,9 1,5 0,0014 0,09 0,14 0,45 35 2 6 00141 0 21 026 145 тПродолжение таблицы Твердость Сплав Мо в литомсостоянииНВ после термообработки, НР Известный 0,2 0,15 Остальное 235 43 Предлагаемый 0,4 0,2 231 0,28 0.,75 245 48 0,35 -фф 1,2 287 50 0,35 О, 18 -фф 223 40 280 1,25 0,38 -ф 50 Структура предлагаемого сплава в литом состоянии перлитная (количество феррита на более 27) с включениями смешанных карбидов, в закаленном состоянии состоит иэ мартенсита в стадии распада.Чугун предлагаемого состава обеспечивает высокую поверхностную твердость и износостойкость закаленного слоя, при этом материал обладает оптимальной твердостью в литом состоянии, что позволяет проводить механическую обработку без изменения технологического процесса,Зкономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна составит 190 тыс. руб. в год.