Чугун

(71) Могилевское отделениеФизикотехнического института АН БССР .(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 872590, кл. С 22 С 37/10, 1981.2. Авторское свидетельство СССРУ 449981, кл. С 22 С 37/08, 1974.(54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, церий, один элемент, взятый из группы, содержащей титан и бор, и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения удароустойчивостии коэффициента относительной фрикционной стойкости, он дополнительносодержит алюминий и гафний ри следующем соотношении компонентов, мас. Х:Углерод 2,2-3,3Кремний 0,8-2,0Марганец 0,2-1,0Хром 0,07-0, 20Молибден 0,05-0,90Церий 0,005-0,02010977 15 30 Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, церий, один элемент, взятый из группы, содержащей титан и бор, и железо, дополнительно содержит алюминий и гафний при следующем соотношении компонентов, вес. %:Углерод 2,2-2,3Кремний 0,8-2,0Марганец 0,2-1,0Хром 0,07-0,2Молибден 0,05-0,9 Церий 0,005-0,02Один из элементов, взятых иэгруппы, содержащей титан и бор 0,01-0,08 Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке соста.вов чугуна для деталей тормозныхустройств, работающих в условияхповышенных температур. 5Известен чугун 1, содержащийкомпоненты в следующем соотношении,вес. 7;:Углерод 2,20-2,60Кремний 1,0-1,60 10Марганец 0,05-0,50Хром 0,10-0,25Алюминий 0,12-0,20Церий , 0,005-0,04Железо ОстальноеДанный чугун имеет низкую удароустойчивость и коэффициент относительной фрикционной стойкости,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату 20к предлагаемому является чугун 21следующего состава, вес. Х:Углерод 1,8-2,8Кремний 1,2-2,2Марганец 0,35-3,8 25Хром 9,0-10,6Молибден 0,4-2,2Никель О, 1-0,5Медь О, 1-.0,5Титан 0,1-0,5Церий 0,01-0,5Бор 0,005-0,25Железо ОстальноеК недостаткам известного чугунаследует отнести низкую удароустойчивость и невысокий коэффициентотносительной фрикциониой стойкости.Цель изобретения - повышение удароустойчивости и коэффициента относительной фрикционной стойкости. 40 04 2Алюминий 0,05-0,2Гафний 0,02-0,10Железо ОстальноеДополнительная присадка гафния в количестве 0,02-0,1 вес, 7 повыша-, ет однородность структуры, коэффициент относительной фрикционной стойкости и удароустойчивость. При концентрации гафния менее 0,02 вес. % не достигается существенное повышение однородности структуры, коэффициента относительной фрикционной стойкости и удароустойчивости. При концентрации гафния более 0,1 вес. Е увеличивается износ при торцевом трении с большими скоростями, увеличивается отбел и снижаются пластические свойства, а также удлиняется процесс плавки чугуна. Нижний предел содержания гафния можно рекомендовать для тонкостенных отливок, а верхний - для толстостенных. Дополнительная присадка алюминия в количестве 0,05-0,2 вес. 7 повышаает удароустойчивость, фрикционные. свойства и термическую стойкость. При содержании менее 0,05 вес. Х его влияние на свойства незначительно, При содержании более 0,2 вес. 7 увеличивается количество неметаллических включений по границам зерен, что снижает удароустойчивость и пластичность.П р и м е р. Чугун выплавляют в индукционных тигельных печах с кислой футеровкой. В: качестве шихтовых материалов используют отходы стали марки Ст.3 прессового цеха, литейные чугуны, электродную стружку и ферросплавы. Заданные химические составы получают присадкой карбюризатора и ферросплавов при достижении перегрева расплавленного металла до 1510 С. Присадку ферромолибдена, феррогафния и ферробора производят непосредственно в тигель печи, а ферротитан и церий - в разливочный ковш при температуре 1430 С.В качестве флюсов при выплавке чугунов используют технический криолит (ГОСТ 1056-73) а для десульфурации - кальцинированную соду. Фрикционные литые изделия получают заливкой расплава в песчано-глинистые формы при 1350-1380 С, После присадки модифицирующих добавок отливают прею бу на отбел (ГОСТ 7293-79) и другие технологические пробы.ном. Таблица Содержание компонентов, вес. Х Компоненты Известныйсерый чугун Предлагаемый серый чугун 3,3 2,5 2,7 2,8 3,3 2,2 1,6 0,8 2,0 о,5 1,о о,г 2,2 1,8-2,81,2"2,2 Углерод 1,г 0,8 2,0 Кремний 0,6 0,8 1,0 0,35-3,80,2 МарганецХром 9,0-10,6. 0,07 0,17 0,2 0,07 0,15 0,2 О 05 О 15 0 2 О 05 О 12 0 2 0,1 Алюминий 0,5 0,9 0,05 0,6 0,9 0,7 Молибден 0,4-2,.2 0,05 0,02. 00105 0005 001 002 0005 001 0,02 Церий ГаФний ю Титан0,07 0,06 0,1 0,02 0,07 0,10,02 0,05 0,07 0,08 0,1-0,5 0,05 0,08 0,08 0,01 0,005-0,25 Бор Остальное Остальное Остальное Осталь-Осталь- Осталь- Осталь- Остальное ное ное ное ное Железо Никель 0,1-0,5 0,1-0,5 Медь 3 10977В табл. 1 приведены химические составы опытных плавок известного (Р 1) и предлагаемого (У 2-У 8) серых чугунов.В табл. 2 приведены показатели механических и фрикционных свойств, удароустойчивости и термической стойкости. Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева технологических проб и ускоренного 1 О их охлаждения до появления трещины, а удароустойчивость - на центробеж-, ных метательных машинах. 0 Д 4Как видно из табл, 2, свойства предлагаемого чугуна значительно превышают свойства известного чугуна. Предлагаемый чугун предназначен для изготовления фрикционных изделий, работающих в условияс трения скольжеФния без смазки с колебаниями температур до 1000 С. Экономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна сос.тавит 10-23 руб, на тонну годного литья в сравнении с базовым чугу1097704 Т а б л и ц а 2 Показатели Предел прочностипри изгибе, МПа Твердость, НВ Термическая стойкость при нагреведо 1000 С, циклов 550-620 760 820 912 755 814 905 826 93 103 Удароустойчивость Составитель Н.КосторнойРедактор П.Макаревич Техред М, Гергель Корректор А.Зимокосов Эаказ 4160/25 . Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Предел прочностипри растяжении,МПа Износ при торцевомтрении со скоростью20 м/с, мг/гс Коэффициент относительной фрикционнойстойкости (эталонСЧ 20) Свойства чугунов в отливках2, 3 4 5 6 7 8 530-590 768 830 848 780 836 845 840 380-460 420 480 510 532 485 504 482 241 249 255 245 251 257 249 110-118 107 102 85 105 99 1 э 3-1 э 5 1 э 7 2 ь 16 . 2 е 24 1 ь 7 2 э 2 2 е 27 1 ф 78 100 134 170 178 126 162 175 168