Чугун

(ц С 22 С 37/1 ыте ОБРЕТЕНИЯ " К АВТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ У ффици г он доды церия, ы титана омпонен 2,8-3,6 3,5-4,8 5,1-8,4 2,7-4,5 0,03-0,0 0,02-0,0 ом Нитриды церия Бориды иттрия Карбонитриды титана ЖелезоМай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНОПИСАНИЕ И(56) 1. Чугун. ГОСТ 23-210-80.2, Авторское свидетельство СССРУ 945218, кп. С 22 С 37/06, 1981.(54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод,кремний, марганец, хром и железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения износостойкости и ЯОь 115118 стабилизации показателей котрения при нагреве до 400 Сполнительно содержит ннтрибориды иттрия и карбонитридпри следующем соотношениитов, мас,ХУглеродКремнийМарганец25 1 11571Изобретение относится к металлумгни, в частности к изысканию чугунадля иэносостойких отливок, применяемых для деталей работающих в услови.ях ударно-абразивного и фрикционногоизноса при температурах до 400С,Отливки из белых износостойкихчугунов ИЧХ 28 Н 2 М 2 и ИЧХ 4 Г 7 Д (РТМ28-61) обладают низкой динамическойпрочностью и эксплуатационной стой Окостью в условиях ударно-абразивногоизноса при повышенных температурах.Иэвестны чугуны для мелющих цилиндров шаровых мельниц Ц,Однако эти чугуны имеют низкие 15значения удароустойчивости и Фрикци.онной теплостойкости при повышениитемпературы до 400 С, Динамическаяпрочность чугунов не превышает0,3 МДж/м. 20Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является чугун 2, со-.держащий, мас.Х:Углерод 2,8-3,6Кремний 3,8-5,2Марганец 5,0-9,0Хром 2,7-4,3Титан 0,2-0,8Железо Остальное 30Недостатком известного чугуна является высокий износ при Фрикционномтрении с нагревом поверхностей трения до 400 С. Относительная износо"стойкость при трении по абразивномукругу при использовании в качествеэталона стали 5 составляет 7,3-7,5.Модуль упругости 159-17510 МПа итвердость 30.-34 НРС. Отмечается низкая стабильность коэффициента трения щ 0нри повышении температуры.Цель изобретения - повышениеизно,состойкости и стабилизации показателей коэффициента трения при нагреведо 400 С,45Поставленная цель достигаетсятем, что чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, хром и железо,дополнительно содержит нитриды церияи бориды иттрия и карбонитриды тита" 50на при следующем соотношении компонентов, мас.Х;Углерод 2,8-3,6Кремний3,5-4,6Марганец 5,1-8,4Хром 2,7-4,5Нитриды церия 0,03-0,08Бориды иттрия 0,02-0,07 18 2Карбонитридытитана 0,3-0,8Железо ОстальноеКарбонитриды титана в количестве 0,3-0,8 мас,7. стабилизируют структуру, механические свойства и коэффициент трения при повышении температуры до 400 С, При содержании карбонитридов титана 0,3 мас,7. наблюдается снижение износа и повышение стабильности коэффициента трения при Фрикцион-: ном нагреве до 400 С и этот эффект усиливается вплоть до содержания карбонитридов титана 0,8 мас.Ж, При дальнейшем их увеличении снижается динамическая прочность чугуна в отливках.Нитриды церия и бориды иттрия, яв ляясь модификаторами 1 рода, служат центрами кристаллизации в расплаве и измельчают структуру. Их концентрация принята от содержания, при котором начинает сказываться их влияние, до количества (0,08 и 0,07 мас.Х) при которых начинает проявляться их отбеливающее влияние. При этом снижается трещиностойкость при литье в кокиль.П р и м е р . Опытные плавки чугунов проведены в открытых индукци" онных печах с использованием литейных передельных и рафинированных чугунов, феррохрома, возврата собствен ного производства, силикомарганца и других Ферросплавов, Перегрев расплавов в печи " 1500-1530 С, За 3- 10 мин до разливки чугуны модифицируют боридами иттрия и нитридами церия и микролегируют карбонитридами титана, вводя их в подогретый ковш перед выпуском расплава. Усвоение карбонитридов титана при введении их в виде порошков 88,5-96,8 Х, а боридов иттрия и нитридов церия соот. ветственно 77,4-86 Х и 72,2-79 Х. Разливку чугунов производят в сухие жидкостекольиые Формы при 1380. - 1400 С.В. табл,1 приведены химические составы чугунов опытных плавок, в табл. 2 - механические и эксплуатационные свойства чугунов.Определение коэффициента трения производили в соответствии с требо"ваниями ГОСТ 23,210-80, а износ при фрикциоином трении с нагревомоповерхностей до 400 С определяли иа установке УМТ.блица кий состав, мас.Х Сос тав Бориды иттрия КарбоСодержанидругихэлементовтан тридьрия е й нитрндтитан 4 4,6,5 Осталь,5 тнное 3 0,0 1 2 7 0 3 5 33 0,6 4 4,5 0,8 6и / 4 0,08 О,0,02 00,06 О,0,07 О,8,4 4 3,6 3,3 О,4,4 О,4,2 3,8 5,1 0 з 1157Как видно из табл.2, предложенный чугун обеспечивает литым изделиям более высокую износостойкость и стабильный коэФФициент трения при фрнкоционном разогреве до 400 С, чем известный, Использование предлагаемого чугуна для деталей узлов трения позволяет повысить их надежность и долговечность,При содержании компонентов в ко личествах, оъщчных от предлагаемого состава, наблюдается снижение механических свойств и стабильность коэффициента трения при увеличении температуры поверхности трения до 400 С, 1Более высокая износостойкость при сухом трении, отсутствие фазовых превращений в литых изделиях в об,8 4,6 8,4 4,118 4 ласти рабочих температур н стабильный коэффициент трения позволяет рекомендовать предложенный чугун для литых деталей, работающих в усло виях ударно-импульсного воздействия и сухого трения с повышенными температурами, Повьвпается трещииостойкость при литье в кокиль,Внедрение предложенного чугуна дает экономический эффект за счет повышения эксплуатационной стойкости быстроизнашиваемьм деталей на 36-65 Х и надежности узлов сухого трения, работающих в условиях удар" но-импульсного, воздействия и повышен. ных температур. На 1 т годных нзносостойких заготовок экономия составит 242 78 руб6Таблица 2 1157118 Ф Показатели Свойства чугунов в отливках Предложенный Извест -Предел прочностипри растяжении,МПа 286 330 366 376 324 358 372 302 340 Динамическаяпрочность,МДж/мф Составитель Н,ШепитькоРедактор Г,Волкова Текред З.Палий Корректор С, Черни еЮ Заказ 3288/26 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5фнлиап ППП "Патент", г. ужгород, ул, Проектная, 4 Чувствительностьк горячим трещинам при литье вкокиль, Х Стабильность коэф- . фициента трения при повышении темо пературы до 400 С,Х Износ при фрикционном трении с нагревом до температуры 400 С, . : мг/гс Износ при трениискольжениемпри удельномдавлении 10 МПа,мг/км Эксплуатационнаястойкость прифрикционном тре" нии, ч 1 2 3 4 5 6 7 8 0,35 0,61 0,72 0,82 О, 58 0,69 0,76 0,41 0,54 100 82 63 68 85,65 66 92 691 84 93 96 98 90 94 96 86. 96 120 96 84 76 98 86 80 104 90 72 54 32 27 58 36 29 66 53 160 228 282 296 218 264 288 175 238