Ковкий чугун

) КОВКИЙ ЧУГУ металлургии, х чугунов для ющих в услонсивного изие из ии углерод, алюминий и ит цирко щем сост АзотЖелезоП редлагаегических приммас.% хрома, д мый чу сей м о 0,1 м ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится кв частности к изысканию ковкиизготовления деталей, работавиях ударных нагрузок и интенашивания,Цель изобретения - повь 1 шестойкости при сухом трении.Ковкий чугун, содержанкремний, марганец, ванадий,железо, дополнительно содерний, церий, бор и азот при следуношении компонентов. мас,%:УглеродКремнийМарганецВанадийАлюминийЦирконийЦерий 2,2-2,9 0,8 - 1,5 0,3-0,70,03 - 0,50.012-0,03 0,02 - 0,51 0,02 - 0,15 0,002 - 0,09О,О 2-019Остальное н в качестве технолоет содержать до 0,1 с,% фосфора.(57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к ковким чугунам с повышенными характеристиками фрикционных свойств. Цель изобретения - повышение износостойкости при сухом трении. П редлагаемый ковкий чугун дополнительно содержит цирконий, церий, бор и азот при следующем соотношении компонентов,мас.%; углерод 2,2 - 2,9; кремний 0,8 - 1,5; марганец 0,3-0,7; ванадий 0,03-0,5; алюминий 0,012-0,03; цирконий 0,02 - 0,51: церий 0,02 - 0,15; бор02 - 0,09; азот 0,02-0,19 и железо осталье. 2 табл. Выплавку чугуна проводят дуплекс-процессом вагранка - дуговая печь. Температура чугуна на желобе вагранки составляет1700 К.В дуговой печи производят перегреврасплава до 1750 - 1780 К и легирование его Яазотированными ферросплавами, Для легирования чугуна доэвтектического составаиспользуют ферросиликоцирконийФСЦрМр 40 Н, электротермический марганец МрН 2, феррованадий Вд 2 Н и ферроборФБ 13 Н.вааЪМодифицирование расплава производят в литейных ковшах смесью ферроцерия аЦеМ - 1 и измельченного до фракции 0,1 - 3,0 ф,мм алюминия А 91. Температура расплавапри модифицировании 1670 - 1690 К,Модифицированный чугун разливают впесчано-глинистые литейные формы при1640-1670 К для получения износостойкихотливок, образцов 16 мм для механическихиспытаний и стандартных технологическихпроб,После.выбивки и очистки отливок проводят их термическую обработку, включающую нагрев до 1250 - 1280 К, выдержку в1721114 Таблицв 1 Солермание компонентов, мас,Ф, в составе Компонентысоста 1 (иэ-2вестный) ва Углерод г,б 2,2 г 7 29 29 2,0 3,о 1,г а,еот 5 О 7 О 7Оу 21 От 5 О 5 Кремний11 арганецоанадийАлюминийЦирконийЦерийАэот 1,0 0,1 т 1,5 0,7 1 т 7о,ео,б 1 о,3 О, 12 о,5 0,03 0,02 0,02 0,016а,ц 0,01 г 0,03 0,03 0,002 0,15 0,02 0,51 0,2 О,О 1 0,2 о,о 7 О,1 о,ог о,150 18 О 19 О,О 1 о,17 о,ог 0,12 О,О 1 0,20 Бор 0,002 002 От 02 От 09 Ота 01 О,1 О о,оц о,ое фосфор о,ог О,О 1 О,1 О 0,01 о,15 о,а 8 о,аб о,ое 0,1 о о,о 1 Хром 0,12 Остальн 1 е Остальное Нелеэо Остальное течение 3,0-3,5 ч, охлаждение до 900-960 К температуры, выдержку при этой температуре 2,5-3,0 ч и охлаждение на спокойном воздухе, Затем отливки и образцы подвергают механической обработке и механическим испытаниям.Ударно-устапостную долговечность и фрикционные свойства ковких чугунов определяют после дополнительной термической обработки, включающей нормализацию с 1200 - 1210 К, Для определения структуры ковких чугунов иСпользуют известную методику в соответствии с ГОСТом.В табл.1 приведены химические составы ковких чугунов, полученные методами количественного химического анализа.Средний износ при сухом трении определяют на машине модели МТ - 2 М при удельном давлении 3 МПа и скорости 2,5 м/с, Фрикционную теплостойкость определяют по известной методике в соответствии с ГОСТом на установке испытания материалов на трение УМТ - 1 М,В табл.2 приведены механические и фрикционные свойства чугунов.Дополнительное введение циркония обусловлено его упрочняющим и микролегирующим влиянием на структуру, повышением фрикционной теплостойкости и износостойкости при сухом трении. Повышение износостойкости при сухом трении и фрикционной теплостойкости начинает сказываться 1 при концентрации циркония 0,02 о. При увеличении содержания циркония более 0,51 оо снижаются однородность структуры, относительное удлинение и задиростойкость при трении.Церий модифицирует структуру, повышает фактор формы графита, износостойкость при сухом трении и эксплуатационныесвойства, а бор очищает границы зерен иповышает задиростойкость и износостойкость при сухом трении. При концентрации5 церия более 0,15 о 7 т и бора более 0,09снижается стабильность структуры и ухудшаются упругопластические и эксплуатационныесвойства.Азот способствует образованию нитри 10 дов и крабонитридов в структуре, повышению ее дисперсности и сопротивляемостиизносу. Микролегирующее влияние азотапри концентрации до 0,02% недостаточно,а при концентрации его более 0,09 от отме 15. чается расположение нитридов и карбонитридов по границам зерен, что снижаетпластические свойства, задиростойкость ифрикционные свойства.Как видно из табл,2, ковкий чугун обпа 20 дает более высокими фрикционными и механическими свойствами,Формула изобретенияКовкий чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, ванадий, алюминий и25 железо, отличающийся тем,что,сцелью повышения износостойкости при сухом трении, он дополнительно содержитцирконий, церий, бор и азот при следующемсоотношении компонентов, мас,оэ:30 Углерод 2,2-2,9Кремний 0,8-1,5Марганец 0,3-0,7Ванадий 0,03 - 0,5Алюминий 0,012 - 0,0335 Цирконий 0,02 - 0,51Церий 0,02 - 0,15Бор 0,002 - 0.09Азот 0,02 - 0,19Железо Остальное Осталь- Осталь-Осталь- Остальное ное ное ное1721114 Таблица 2 фрикционная тепло- стойкость,МПа ИЗНОСОстойкостьпо ГОСТУ Относи"тельноеудлинение,ЗадиростройкостьМПа м/с Среднийизнос,мг/1000 м Временное сопротивление,МПа е из 1вестный) 153 4,087 4,76271 4,955 5,4146 4,598 4,1 7,7 9,1 3 6 9,2 9,0 7,7 6,8 Составитель М,КапренкоТехред М. Моргентал Корректор Т.Малец Редактор И.Шулла Заказ 929 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1 555 771 783 776 795 571 682 О, 073 0,017 0,008 О;012 0,007 0,061 0,032 505 680 686 682 697 476 612 2790 3520 3675 3710 3697 2815 2560 Ударноусталостная долговечность,тыс,цикл.