Графитизированная сталь

(19) (11) 22 С, 38/12 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОП(РЫТИЙОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТН АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ сульфиды жеого металла, одержащей иобий, при омпонентов,1,1-1,9 1,1-1,7 0,03"0,1 0,07-0,3 0,03-0,7Остально(56) 1. Авторское свидетельство СССР 451790, кл С 22 С 38/14, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9 622867., кл. С. 22 С. 38/60, 1978.,(54) 57 ) ГРАФИТИЭИРОВАННАЯ СТАЛЬсодержащая углерод, кремний, церийжелезо, о т л и ч а ю щ а я с я1тем, что, с целью повышения износо"стойкости и термостойкости; она дополнительно,содержит леза и карбонитриды одн выбранного из группы, с :алюминий, бор, титан, н следующем соотношении к вес.%фУглеродкремнийЦерий:СульфидыжелезаКарбонитриды одно го металла, выбранного из группы,содержащей алюми.:;.ний, бор, титан, ниобий, Компоненты стали известной 7 8 9 10 11 12 1 2 3 Углерод 1,2 1,1 1,5 1,9 1,1 1,5 1,9 1,1 1,5 1,9 1,1 . 1,5 1,9 Кремний 18 1 ю 7 1 ю 4 1 ф 1 1 ю 7 1 к 4 1 г 1 1 ю 7 14 11 1 к 7 1 ю 4 1/1 Суль"Фидыжелеза 0,3 . 0,1 0,07 0,3 0,1 007 0,3 0,1 0,07 0,3 0,1 0,07 Изобретение относится к металлургии, в.частности к графитизированным чдносостойким сталям, предназначенным для изготовления деталей к металлическимагрегатам, работающим в условиях повышенным температур и .болЬшого износа при трении скольжении без смазки и высоких удельным давлениях.Известна графитизированная сталь 1, содержащая, вес,Вг 10Углерод 0,9-1,4Марганец 0,4-0, 6Медь 6,0-15,0Кремний 0,9-1,3Железо . Остальное 15Указанная Сталь обладает низкой термической стойкостью и повышен-, ным износом при сухом трении. Предел прочности этой стали не превышает 638/814 МПа.По технической сущности и дости гаемому эффекту наиболее близкой к изобретению является графитиэированная сталь 2 , имеющая следую- щий мимический состав, вес.Ъ;Углерод 1,1-1,4Кремний 1,6-2,0Сера О, 05-0, 1Церий 008-0,12Железо , ОстальноеВ литом состоянии эта сталь име" З 0 ет перлитную или перлито-Ферритную металлическую основу, обладает высоким коэффициентом трения (0,31- 0,42), но недостаточной термической стойкостью и износостойкостью, 35 Весовой износ фрикционным изделий из известной графитиэированной стали достигает 172-194 мг.Целью изобретения является повышение износостойкости и термостой кости графитизированной стали.Эта цель достигается тем, что графитизированная сталь, содержащая углерод, кремний, церий, железо, дополнительно содержит сульфиды же леза и карбонитриды одного металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, бор, титан, ниобий, при Присутствие в стали 0,03-, 0,7 вес.В карбанитридов дополйитель но легирует твердый раствор и измельчает литое зерно, повышая прочностные свойства и оказывая положительное .влияние на износостойкость, пластичность и термическую стойкость литых иэделий. При содержании до 0,03 вес.Ф карбонитрндов им вли- . янке сказывается незначительно, а при повышении их концентрации более 0,7 вес. отмечается расположение карбонитридов По гРаницам. зерен, что снижает пластические свойства. Сульфиды железа в количестве 0,07-0,3 вес.Ъ способствуют повышению Фрикционным свойств стали и увеличивают термическую стойкость. При концентрацки сульфидов железа менее 0,07 вес.% снижаются относительное удлинение и динамическая прочность, а при концентрацииболее 0,3 вес.% снижаются прочностные характеристики. Меньшие концентрации сульфидов железа могут быть рекомендованы для сталей с высоким суммарным содержа-. нием углерода и кремния, а бодьшие концентрации сульфидов - для сталейнизким суммарным содержанием углерода и кремния. Хймический состав исследованныхсталей приведен в табл 1.Т а б л и ц а 1103.0416 Продолжение табл. 1;вавююа аваююю ю в ю авввююююааааа юЮаав ааСодержание компонентов, вес. , в сталяхпредлагаемой Компоненты стали Известной 0,1 0,03 0,05 0,1,.0,03:.0,05 0,1 0,03 0,05 0,1 0,03 0,05 . 0,1 Церий 0,03 0,05 0,7,ти- . , тана 0,03 0,43. 0,7 0,03 0,5 0,7 бора нио-бия 0,03 0,4 0,7 Железо Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Использованные карбонитридообразующие элементы являются химически активными металламипоэтому их вводят после глубокого раскисления расплавов. разливку стали производят в.литейные оболочковые формы.В табл, 2 приведены механические и фрикционные свойства исследованных сталей в литом состоянии. З 0 Весовой износ определяют при скорости скольжения 15 м/с и удельном давлении 10,5 ИПа. Скорость изнашивания и коэффициент трения определяют после приработки при уста новившемся режиме трения безсмазки. Т а б л и ц а 2 ханические свойстваю Термическая стой.кость, коли- чество циклов Сталь НЬ,МПа: д ИДж/м1030416 Продолжение табл, 2 Фрикционные свойства Механические свойства Сталь Скоростьизнашивания,мкм/ч Коэффициенттрения вМПа Ъ Среднийвесовойизнос,мг НВ, МПа фнМДж/м 0,38 0,196 0,258 0,206 85 1098 8,9 0,95 2108 406 0,44 118 0,42 1298 9,1 0,98 2226 4.48 0,41 . 0,172 1345 9,0 1.,02 2305 492 58 0,41 0,232 0,210 0,178 1208 9,1 1,12 2162 484 1245 8,9 1,08 2177 512 0,39 76 12 62 0,38 Составитель Л. СуязоваРедактор О. Половка Техред М.Коштура Корректор С. Шекмар Эаказ 5136/30 Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, йРаушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент г. УжгОрод, ул. Проектная, 4 Терми-.ческаястойкость,количествоциклов6 1226 9,3 1,25 2177452 10 1065 8,8 0,97 2108 424 Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева технологических проб до 100 С и охлаж" дения на спокойном воздухе до появления трещины. Как видно из данных, приведенных в табл, 2, термическая стойкость, и износостойкость графитизированной стали предлагаемого состава превыша" ет показатели известной ста= ли. Предлагаемая сталь обладает высокими литейными свойствами, а литые фрикционные изделия из нее при работе в условиях скольжения без смазки с повышенными скоростями и удельными давлениями имеют более стабилвный коэффициент трения и высокую термическую стойкость.За счет повышения долговечности фрикционных изделий сумма ожидаемого зкономического эффекта составит около 240 тыс. руб,