Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ИЮ 65 22 С 3710 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСКОМ то, с целью повыФрикционных тельно содержитций при следующем а с ес,Ф: нтов УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(46) 07.07.83, Бюл. Р 25 (72) М.И.Карпенко, Б.К.Святкин, В.К,Ханин и Ю.Г.Серебряков (71) Всесоюзный заочный политехнический институт(53) 669.13-018.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство ССС Р 590359, кл. С 22 С 37/10, 1978.2. Авторское свидетельство СССР М 815064, кл. С 22 С 37/10, 198154) (57) ЧУГУН, содержащий углерод,ремний, марганец, титан, ванадий,ерий, иттрий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем,щения стабильностисвойств, он дополнзот, сурьму и калоотношении компонУглеродКремнийМарганецТитанВанадийИттрийЦерийАзотСурьмаКальцийжелезо 1,6;2,4 0,5-1,2 0,05-0,2 005-0,2 ,002-0,01 ,002-0,01 0,12- 0,35 0,01-0,32 0,01"0,08 ОстальноеИзобретение относится к металлур.гии, а именно к изысканию чугуновдля изготовления литых износостойких деталей.Известен серый чугун1 следуиаего химического состава, мас.В:Углерод 3,2-4,5Кремний 1,6-2,2Марганец 0,5-1,2Титан 0,16-0,20Цирконий 0,16-0,25Железо ОстальноеОднако такай чугун в отливкахимьет низкую твердость и недостаточную износостойкость в условиях сухого трения скольжения.Наиболее близким к изобретению.по технической сущности и достигаемому результату является чугунследующего химического состава,мас.В:Углерод 3,0-3,6Кремний 1,6-2,4марганец 0,4-1,2Церий 0,002-0,02Иттрнй 0)002-0)02Титан 0,05-0,2Ванадий 0,05-0,2Железо ОстальноеЧугун в. качестве примесей можетсодержать фосфор до 0)2 и серудо 0)15,В литом состоянии чугун имеетпредел прочности в 216-226 ИПа, износ в условиях сухого трения скольжения при удельном, давлении 0,5 МПаи при скорости 2 м/с составляет0,0035-0,0065 мм/1000 м Г 2 3,Недостатком известного чугуна является нестабильность фрикционных свойств в условиях сухого трения,Цель изобретения - довьааение стабильности.фрикционных свойств чугуна.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, ванадий, церий, иттрий и железо, дополнительно содержит азот, сурьму н кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Ъг Углерод 3,0-3,6Кремний 1,6-2,4Марганец 0,5-1,2Титан 0,05-0,2Ванадий 0)05-0)2 5 Иттрий 0,002-0,01Церий 0,002-0,01Азот 0,12-0,35Сурьма 0,01-0,32Кальций 0,01-0,08 10 Железо ОстальноеПрисутствие в сером чугуне 0,120,35 мас.Ъ азота дополнительномикролегирует твердый раствор, повышает износостойкость и стабильностьфрикционных свойств. При содержанииазота до 0,12 мас.Ъ его влияниесказывается на износостойкости незначительно, а при повыаении егосодержания свыше 0,35 мас.Ъ пластические свойства чугуна ухудшаются.Сурьма в количестве от 0,01 до0,32 мас.В способствует повышениюизносостойкости и фрикционных свойствчугуна в отливках. При содержаниисурьмы до 0,01 мас.% влияние сурьмы на коэффициент трения и другиефрикционные свойства йезначительно,а при содержании сурьмы свыше0,32 мас.% уменьшается стабильностьФрикциоиных свойств.Кальций в количестве 0,010,08 мас.В способствует стабилизациифрикционных свойств, измельчаяструктуру чугуна в отливках. Приувеличении концентрации кальция бо лее 0,08 мас.Ъ снижается термическая стойкость и повьааается износпри сухом трении. При содержаниикальция в чугуне менее 0,01 мас.%его влияние на фрикционные свойст ва незначительно, особенно в отливках с.толстыми стенками. При этомв присутствии кальция повышаетсяэффективность использования такиххимических активных металлов, какцерий.и иттрий, содержанке которыхв предложенном составе серого чугуна снижено.Химические составы известногои предложенного чугунов представлены в табл. 1.1027265 Таблица 2 4 Е и Е ШЕЕЕВФВЬШ ЭШ4 аетШ 1Средний износ при сухом трении скольжении (мм/1000 м) при нагреве контактт ной поверхности до Коэффн Стабильность циент коэффициентрения та трения,Серый чугун Плав Р,05 0,0 4 92 0,066 0,0 и Составитель Н.КосторнойРедактор В,Данко Техред М, Коштура Корректор О,Била 4678/31 Тираж 627 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-ЗЬ, Раушская набПодписное Зака д. 4/5 филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Серый чугун известного и предложенного составов табл. 1) выплав- ляли в индукционных печах с кварцнтовыми тиглями емкостью 150 кг, Азот, сурьму и кальций в расплав чугуна вводили в конце плавки с использованием аэотированных ферромарганца (0,28-1,3), Феррованадия ( 0,09 0,36 ), металлической сурьмы (0,014- 0,48) и лигатуры (0,035-0,27) Испытания на износ проводились на машине МГв условиях сухого тре ния-скольжения при скорости 2 и 5 м/с и удельной нагрузки 0,5 МПа, а скорость изнашивания при торможении определялась на инерционных стендах.Повышение уровня износостойкости и стабильности фрикционных свойств при высоких значениях прочности поэ воляет ожидать увеличение стойкости на основе кальция (52 Са). Нарядус этим расплав чугуна продували азотом в течение 27-105 с,Температура чугуна при вводе азотированных Ферросплавов, сурьмив и лигатуры равна 1470-1,500 фС,Свойства чугунов известного и предложенного составов приведены в табл, 2. изделий из чугуна предложенного сос тава, например тормозных барабанов, не менее, чем в 1,2 раза. Экономический, эффект от применения предложенного серого чугуна составит 5 380 тыс. руб. Одновременно повышается йадежность работы фрикционных изделий, .работавших в скоростных и тяжелонагруженных узлах .тре-, н я.