Чугун

)4 С ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ У металано дл в. Цельа службыой прочтермоющий сос9-2,5;И 1 0,26 фе зобрет тносится к ме урчуосостой гии, в частности к гунам, используемы вытяжных штампов и ля изготовления еталеи технол скои оснастки прессовых В а ение срония устаь изобретения - повьнпужбы за счет увеличе й прочности, твердост и износ мостоикост кционных йных чугН 1, НЗ,гуны выплавляют в и с использованием л чах никеляферромар иов, чугунного лсурьмы СУ 1, СУ 2 анца ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬ(71) Всесоюзный заочный политехничекий институт(56) Авторское свидетельства СССРй 1033565, кл. С 22 С 37/10, 1983.Авторское свидетельство СССРВ 753923, кл. С 22 С 37/10, 1977.(57) Изобретение относится клургии и может быть использов яизготовления вытяжных штампаизобретения " повьппение срокза счет увеличения усталостнности, твердости, износа- истойкости. Чугун имеет следутав, мас.%: С 2,9-3,4; 81 1,Мп 0,81-1,40; Сг 0,15-0,37; 801475963 А 1 О, 42; Со О, 08-0, 28; Мд О, 06-0, 12;Са 0,01-0,05; А 1 О, 06-0, 15; Бр0,03-0,18; бориды одного металла изгруппы, содержащей титан или ванадий0,03-0,12; Ре остальное. В результатдополнительного введения в чугунсурьмы и бора в, виде боридов срокслужбы изготовленных из него отливокповьппается на 83-143% за счет повышения 6 1 до 4 15-485 МПа, твердостидо 265-278 НВ, износе при полусухомтрении на машине СИАН(моменттрения 1,9-3,0 н/м, скорость скольжения 3,7-14,8 м/с), равном 10,3413,9 мг/см ч, приведенном износена машине ИМпо ГОСТ 1050-74(момент трения 2 кДж/см, скоростьскольжения 12 м/с) в паре со сталью15, равном 0,3- 1,0 мг/и ч и термостойкости в интервале температур20-920 С на кольцевых пробах ( Ф 180и высоты зоны), равной 1404-1776 циклам. 2 табл,азотированного ррохрамакобальта,ферроалюминия, брикетов боридов титана и ванадия, силикокальция и других ферросплавов. Феррохром, никель,брикеты боридов титана и ваннадия,кобальт и ферромарганец вводят вэлектропечь, а силикокальций, металлическую сурьму, магний и алюминий -в ковши. Угар кобальта составляет13-15%, сурьмы 15-17%, алюминия16-18%, магния 44-48%, баридов титана 9-12%, боридов ванадия 8-10%. Температура чугуна при заливке форм1370-1380 С.30 Химический состав чугунов опытныхплавок приведен в табл, 1.Механические и эксплуатационныесвойства чугунов приведены в табл. 2,Определение эксплуатационной стойкости вытяжных штампов, износостойкости в условиях полусухого тренияи приведенного износа образцов проводят после термической обработкичугунов по режиму: нагрев до 880900 С, выдержка в течение 3-5 ч, нор.мализация, нагрев до 200-240 С и выдержка в течение 1,5-2 ч. Структурачугуна после термообработки перлитная, графит - Г 25 и Г з 50. Отбел в отливках после термообработкиотсутствовал, содержание цементитав чугунах составов 2-7 не превышало З .20Износостойкость в условиях полусухого трения определяют на образцахс прямоугольным сечением 16 х 10 мм намашине СИАМ- в режиме с колебаниями момента трения 1,9-3 Н/м. Общая 25продолжительность цикла испытаний90 гс, изменение скорости скольжения - 3, 7-14, 8 м/с. Одновременно ис;пытывались по 3 образца с общейплощадью 4,8 см,Дополнительное введение сурьмыстабилизирует перлит., повышает твердость и износостойкость чугуна, чтоспособствует повышению устаиостнойпрочности и эксплуатационной стойкости, При содержании сурьмы выше0,18 вследствие недостаточной еерастворимости в матрице снижаетсяусталостная прочность и термическаястойост. При снижени оценрации 40сурьмы нижнего предела снижается твердость,При концентрации боридов титанаили ванадия менее 0,03 их модифицирующий эффект проявляется слабо истабилизации плотности, износостойкости, усталостной прочности недостигается, а при увеличении концентрации их более О, 12 снижаютсяпластические свойства, повышаетсясклонность к трещинам и снижаетсяэксплуатационная стойкость износаи повышаются экспЛуатационныесвойства, При его концентрации до0,26 Х микролегирующее влияние никеля55на стабильность износа и механические свойства проявляется слабо. Приувеличении содержания никеля более0,42 снижаются твердость, ударнаяформула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, кобальт, магний, титан, ванадий, кальций, алюминий и железо, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердости, износо- и термостойкости, он дополнительно содержит сурьму, а ванадий или титан вводят в виде боридов при следующем соотношении компонентов мас. :УглеродКремнийМарганецХромНикельКобальтМагнийКальцийАлюминийСурьма 2,9-3,41,9-2,50,81-1,4О, 15-0, 370,26-0,420,08-0,280,06-0,120,01-0,050,06-0,150,03-0, 18 вязкость, износостойкость и срок службы вытяжных штампов.При концентрации кобальта до 0,08 микролегирующий эффект и повышение усталостной прочности и износостойкости проявляются слабо, а при содержании кобальта выше верхнего предела увеличивается склонность к образованию трещин и снижению плас.тических свойств и эксплуатационной стойкости в условиях высоких статических и динамических нагрузок.Как следует из табл. 2, предлагаемый чугун по сравнению с известным имеет более высокий уровень свойств, что позволяет повысить срок службы изготовленения из него отливок,Чугун состава 1 содержит также О, 1 . титана, О, 02 ванадия, О, Змеди, 0,01 молибдена, 0,01 вольФрама, 0,02 . церия, 0,002 . олова.Определение приведенного износа чугунов производят при удельной Работе трения 2,0 кДж/см и скорости скольжения 12 м/с на машине трения ИМпри работе в паре со сталью 45.Термическую стойкость определяют методом термоциклирования в интервале температур 20-920 С до появления на кольцевых технологических пробах (Ф 180 мм, высота 30 мм) трещин.1475963 жаричей титан нванадийЖелезо Бориды одногометалла из 0,03-0,12 Остальное группы, содерТ а б л и ц а 1 Содержание компонентов, мас,% 3 4 5 6 7Элемент 1(2) 2 8 9 3,0 2,3 0,9 0,18 0,31 0,11 0,03 0,17 0,08 3,4 1,9 1,4 0,37 0,42 О, 18 0,05 0,28 0,15 2,9 2,5 0,81 0,15 0,26 0,03 0,01 0,08 0,06 3,4 2,2 0,5 0,4 0,2 0,02 0,01 0,02 О, 12О, 12Ос 0,030,06Ос 0,080,09Ос 0,)03 0,06Ос-:,Осталь- таль- тальталь- тальное ное ное ное ное Т аб лица 2 Свойства чугунов 1 ПоказАтели 1(извест ный) 4 5 Усталостнаяпрочность, МПа 233Твердость НВ 245Износостойкостьпри полусухомтрении:абсолютная,мг/см гсотносительная, %Приведенныйизнос, мг/м.ч 3,3Термическаястойкость,циклОтносительная, %Эксплуатационная стойкость, ч 420 485 464 266 278 272 415 460 475 265 270 272 236 381 260 263 13,9 12,0 11,0 . 12,8 10,3 11,0 22,6 15,9170 197 215 186 230 207 105 160 23,8 1,0 0,6 0,4 0,9 0,3 0,5 3,0 1,4 1404 1652 1596 1776 1728 1236 1440 1224 1472 148 144 103 142 146 133 100 126 75 30 30 55 69 73 58 71 УглеродКремнийМарганецХромНикельСурьмаКальцийКобальтАлюминийБориды титанаБориды ванадияМагнийЖелезо 2,9 2,5 0,81 О, 15 0,26 0,03 0,01 0,08 0,06 0,03 3,2 2,1 1,22 0,32 0,35 О, 15 0,02 0,23 0,1 0,07 0,05 0,08 Ос- таль- ное 3,4 1,9 1,4 0,37 0,42 0,13 0,05 0,28 0,15 0,12 0,12 Ос- таль- ное 2,7 1,8 0,7 0,1 0,1 0,01 0,005 0,06 0,03 0,01 0,01 0,01 Ос- таль- ное 3,6 2,8 1,5 0,4 6,5 О, 19 0,06 0,35 0,18 0,15 0,13 О, 13 Ос- таль- ное