Высокопрочный чугун

( ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПо ДЕЛАМ ИЗОИ ЕТЕНИй И ОТНРЫТИЙ И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Белорусский политехнический институт(5 б) Авторское свидетельство СССР У 1097704, кл, С 22 С 37/08, .1983.Авторское свидетельство СССР У 1035084, кл, С 22 С 37/10, 1983. (54) В 11 СОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении тонкостенных отли-, вок. Цель изобретения - повышение износостойкостц, предела прочностипри растяжении ц снижение склонности к отбелу, 1 оный чугун содержит,мас,Ж: углерод 3, 2-3,9; кремшню 0,81,2; марганец 0,005-0,03; фосфор0,15-0,60; церцй 0,002-0,006; ахдоминий 0,005-0,01; га 4 нцй 0,05-0,1,олово 0,03-0,08 ц железо остальное.Дополштельный ввод в состав чугуна НГ и Бп, а также повышение в немсодержания углерода ц Фосфора обеспечилц увеличение износостойкостив 1,5-2,2 раза, повышение пределапрочности с 720 до 730-750 М 1 а, атакже снижение склонности чугуна котбелу с 12 до 1-3 мм (по клиновойпробе), 1 табл,1285047 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна, и может быть использовано для производства тонкостепных изделий.Цель изобретения - повышение износостойкости, препела прочностипри растяжении и снижение склонности к отбелу,Дополнительное введение в состав чугуна гафния приводит к иэмельчению эвтектддческого зерна и значительному увеличению количества включений графита шаровидной Формьд.ФосФор образует Фосфидную эвтектику,которая в процессе контакта с сопрягаемым материалом воспринимает основные нагрузки, Совместный вводгафния и фосфора существенно измельчает включения Фосфидной эвтектики,что связано с измельчением эвтектических зерен, по границам которых она располагается. Олово повышает степень легирования металлической основы, твердость чугуна, препятствует образованию Феррита-откига вокруг графддтоньдх включений в процессе охлаждения отливки.Пределы содержания компонентов установлены исходя из получения благоприятного сочетания свойств и структуры чугуна. Содержание углерода (3,3-3,9 мас.7) и кремния (0,8- 1,2 мас,%) должно обеспечивать получение перлитной металлической основы с учетом дополнительного введения олова без включений структурно-свободного цементита. Увеличение кремния более 1,2 мас.7. ухудшает Форму граФита, и, как следствие, ухудшает механические свойства чугуна, Марганец является побочным элементом, содержащимся в металлиэованных окатышах, Увеличение марганца более 0,03 мас.приводит к образованию Феррита вокруг графитных включений, что отриддательно сказывается на механических свойствах и износостойкости чугуна,Фосфор образует износостойкую эвтектику, Минимальное содержание (0,15 мас.Р) обеспечивает заметное увеличение износостойкости. При содержании фосфора более (0,6 мас. ;) Фосфидная эвтектика может образовывать сетку, которая при микропластических деформациях поверхности и ударных нагрузках способна вьирашиваться и нарушать геометрию контактируемых поверхностей. 2Алдоминий ( О, 02-0, 01 мас. 7) служит для раскисления расплава, Концентрация алюминия выбрана экспериментально, Увеличение алюминия более0,01 мас.7. ухудшает размеры, Формуи распределение включений графита вметаллической основе,Церий в сплаве является элементом,связывающим серу, измельчающим эв 10 тектическое зерно структуры, и снижает склонность чугуна к отбелу,Олово вводится в состав чугуна,как перлитизирующая добавка. Минимальное содержание олова 0,03 мас,%гзаметно снижает адгезионное взаимодействие поверхностей. Увеличение содержания олова более 0,08 мас.7. при водит к образованию ледебурита в чу -гуне данного химического состава и20 повьшает склонность сплава к отбелу,Гафнддй (0,05-0, 12 мас,7) обеспечивает стабильность получения граФита шаровидной Формы, равномернораспределенного в металлической матрице, что обеспечивает удовлетворительную смазку трущихся поверхностей.Увеличение гафния более 0,12 ддас.%экономически нецелесообразно.Оптимальный состав чугуна содер 30 жит, мас,7: углерод 3 в ,кремний1,0; марганец 0,018 р сера, 0,04; ФосФор 0,35; церий 0,004; алюминий0,0075, гафний 0,09, олово 0,05,железо - остальное,Для изучения структуры и свойствпредлагаемого материала выплавленычугуны, содержащие основные компоненты на разных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содер 40 кания ингредиентов, Склонность чугуна к отбелу изучают на клиновой пробе, Испытания дда износ проводят вусловиях трения скольжения. Смазкойконтактируемых поверхностей являет 45 ся графит чугуна. Образец диаметром10 мм перемещается по поверхностиконтртела из стали 45 твердостью50 НВ , Износ оценивают весовым методом после 6 ч испытания, Нагрузг50 ка составляет 6 дгс/смРезультаты испытаний и химические составы чугунов представлены втаблице.Как следует из данных таблицы,дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна гафния и олова, атакже увеличение в нем содержанияуглерода и Фосфора обеспечиваетповышение износостойкости в 1,53 1285047 42,2 раза, предела прочности при рас- тельно содержит гафний и олово при тяжении с 720 до 7,30-750 МПа и умень- следующем соотношении компонентов, шение отбела с 12 до 1-3 мм. мас.,6: Формула изобретения Содернвнне элеиентон, нас,2 81 Ин Я Р Се А 2энес,редел ронне стн,бЮв 72 О Чугун К 1 вп Ге остань 0,934 2,6 1,2 0,09 0,10 0,45 0,003 Оф 0075 Иэвестный ное Ь7 ЭО О 6 О о,15 о,оог о,оо 5 о,о 5 о,оэ 3,2 0,8 0,005 Предлагаемый 35 10 008 н 0,497 1 750 0,35 0,004 0,0075 0,09 О, 05 740 0,42 о,г о,о 8 0,006 0,01 0,6 0,01 0,00 0,003 0,04 0,02 5 725 0,705 н 6 690 0,50 4 735 О, 731 0,65 0,007 0,05 О, 14 0 1 0,35 0,004 0,0075 0,09 н 700 Оу 35 0,004 0,0075 н 0,500 0,05 Составитель Н.КосторнойРедактор Н,Бобкова Техред Н.Глущенко Корректор М.МаксимишннецЗаказ 7604/29 Тираж 604 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная4 Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, церий, алюминий и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем,.что, с целью 111 повышения износостойкости, предела прочности при растяжении и снижения склонности к отбелу, он дополни 3,9 1,2 0,03 Э,О 0,7 О,ООЭ 4,0 1,4 0,05 3,5 1,0 (1,018 Э,5 1,0 0,018 УглеродКремнийМарганецФосфорЦерийАлюминийГафнийОловоЖелезо 3,2-3,9 0,8-1,2 0,005-0,03 0,15-0,60 0)002-0,006 0,005-0,01 0,05-0,12 0,03 0,08 Остальное