Высокопрочный чугун

10 Недостатками известного чугуна являютсянедостаточный предел коррозионной усталое.ти (до 300 Мйа) и низкая износостойкостьв условиях трения без смазки при температу.рах до 800 С, что снижает зксллуатациостойкость валков станов горячей прокатки и 40деталей тормозных устройств.Цель изобретения - повышение пределакоррозионной усталости и иэносостойкости,Указанная цель достигается тем, что высо.копрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, медь, молибден, хром,магний, церий и железо, дополнительно содер.жит титан, гафний и азот при следующемсоотношении компонентов, мас.%: УглеродКремнийМарганецНикельМедьМолибденХромМагний 2,2-2,8 1,0-1,8 0,1-0,9 2,5-3,5 0,5-2,0 0,3-0,9 0,1-0,6 0,02 - 0,05Изобретение относится к металлургии, вчастности к вронводству чугуна с шаровиднымграфитом для литых фрикционных деталей состабильной бейнитной основой, обладавшего высоким пределом корроэионной усталости и износостойкостью,Известен чугун 11 следующего химическо.го состава, мас,%:Углерод 3,3-3,5Кремний 2,0 - 2,2Марганец 0,4-0,бХром 0,2-0,бНикель 3,0-38Молибден 0,3-0,5Магний 0,03-0,0 б15Железо ОстальноеНедостатком данного чугуна являются не.высокие характеристики его износостойкости,фрикционной теплостойкости и термическойстойкости. 20Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффектуявляется чугун Щ следующего химическогосостава, мас, %:Углерод 2,2-2,4 25Кремний 1,2-1,8Марганец 0,1-03Никель 3,0-3,5Хром 0,1-0,3Молибден 0,3-0,530Магний 0,03 - 0,05Медь 1,6 - 2,5Берий 0,01 - 0,02Железо Остальное Берий 0,01 - 0,02Титан 0,1-0,5Гафний 0,1-0,3Азот 0,03 - 0,18Железо ОстальноеЧугун может содержать в качестве техно.логической примеси фосфор до 0,03%.П р и м е р. Чугун выплавляют в открытых индукционных печах с использованием ли.тейиых чугунов марок ЛК 2 и ЛКЗ по ГОСТ4832 - 72, гранулированного никеля, электролиэной меди, ферромарганца Мп 5, ферросилицияФС 75, стального лома А.1-1, никель.магниевой лигатуры, феррогафния, азотированногоферрохрома марок ФХ 40 ОН и ФХбООН и дру.гих аэотированных ферросплавов и лигатур,Для рафинирования чугуна. применяют каль-цинированную соду и известь, Перед рафинн.рованием и продувкой чугуна азотом расплавперегревают до 1510 - 1550 С. Заливку чугунав автоклав для модифицирования проводятпрн 1500 С, разливку его в сухие песчаныеформы открытым способом - 1390-1430 С.Химические составы предлагаемого и иэвест.ного чугунов приведены в табл. 1.Механические свойства, фрикциониая теплостойкость и термическая стойкость предлагае.мого чугуна в сравнении с известным при.ведены в табл. 2,Оценку фрикциониой теплостойкости чугунов производят на установке модели УМТ,а термической стойкости - на установкедля термоцнклирования нагревом образцовдо бООС с последующим охлаждением водойдо 20 С до появления трещины.Скорость износа при сухом трении опреде.ляют на инерционной машине трения моделиИМТ - 74 с бесступенчатым регулированиемскоростей скольжения после приработки инри установившейся температуре на поверх.ности трения, Удельная нагрузка при трениидостигает 7,5 - 11,3 МПа н регистрируетсяс помощью тенэометрического динамометрачерез усилитель УТ - 4 и осциллограф Н - 117,Максимальная скорость скольжения при фрикционном нагружении 2,3 м/с. Величина износа измеряется микронным индикатором.Титан при концентрации 0,1 - 0,5% повышает предел коррозионной усталости, твердостьи термическую стойкость чугуна, Введениетитана менее 0,1% существенного влияния наэти свойства чугуна не оказывает, Повышениеже содержания титана более 0,5% сказывается на снижении динамической прочности,За счет введения в чугун гафния в количестве 0,1 - 0,3% достигается упрочненне истабилизация бейнитной металлической основы и повышение иэиосостойкости и фрикционных свойств,, 3 1Снижение содержания гафния менее 0,1%заметно уменьшает износостойкость при су.хом трении и стабильность металлическойосновы, При введении гафння в количестве,превышающем 0,3%, увеличивается концентрация карбидов по границам зерен, что приводит к образованию цементной сетки и снижению пластичности чугуна,Азот введен. как эффективная микролеги.рующая добавка, связывающая и диспереныеиитриды и карбонитриды нитридообразуюшиеэлементы и повышающая износостойкость,Его влияние заметно сказывается при содержании более 0,03%. Повышение же концентра.ции азота свыше 0,18% существенного алия. Таблица 1.Соде ание % Со. ставржС Я Мп И Сц Мо Сг Мд Се Н НФ й Р Ре. 0,38 9 1 28 375 424 1710 1840 3 46 30 22 8 62 О,9203 458 15 0,3 15 382,4 1,5 2 2,2 1,6 3 2,2 1,8 4 2,4 1,5 5 2,8 1,0 6 2,2 1,8 7 2,2 1,8 8 2,2 1,8 9 2,8 1,0 10 2,8 1,0 09 35 2,0О2 б О 50,1 2,6 0,50,1 2,6 0,50,9 3,5 2,00,9 3,5 2,9 ння на износостойкость не оказывает, но удлиняет процесс плавки и является экономически нецелесообразным.Из приведенных данных видно, что предлагаемый высокопрочный чугун обладает более высокими физико-механическими свойствами и износостойкостью при сухом трении,Он может быль использован для изготовлениятормозных барабанов, валков прокатных ста. О нов, букс и других чугунных деталей, рабо.такицих в условиях температуры и подвер.гающихся ударным нагрузкам, что позволитполучить технико-экономический эффект вразмере 0,4 - 32 руб на 1 т годных от.ливок.1122733 330 824 381 375 18 0,33 824 375 Э 10 380 1539 116 О,Э 5 929 350 1750 154 0,24 410 336 448 10 944 1775 155 0,23 Составитель А, ОсмандевТехред Л. Микеш Корректор Е. Сирохман,Редактор А. Козорез Заказ 8104/25 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская иаб., д. 4/5