Износостойкий чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) ИЗНОСОСТ (57) Изобрете лургии и може е относитс быть испол к метатзов ано Ъф ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ЯО 134293(1) 4 С 22 С 37/00 при производстве деталей, работаюШихв условиях трения. Цель пзобретения -снижение остаточных напряжений,повышение пластичности и ударнойвязкости. Новый состав чугуна содержит компоненты в следующем соотно -шении, мас.%: С 2-3; К 1 0,8-2,0;Мп 0,4-1,5; Ы 1 0,5-1,5; СИ 0,5-1,3;Тд 0,2-0,6; В 0,002-0,005; нитридь 1ниобия или тантала 0,03-0,08 и железо остальное. Дополнительный вводв состав чугуна нитрицов ниобия илитантала обеспечивает снижение в 24,8 раз остаточных напряжений, повьшение пластичности в 1,7-2 раза иувеличение ударной вязкости в 1,8-2раза. 2 табл,(1( ль цз( бретсция - снижение остд - "а 1 ц г( Напржени 1, повышение пздстичи 11 и уддрцой вязкости.Выбор г 13 дццчцьх пределаз содержац (со(поцнто 3 в состав преплагде Ого чугуцд обуславлн следующим.; палцительцое введцие цитридон цсаб 1 ИПИ тцтдцд В КОЛИЧЕСТВЕ 0,03- 1,08 ПГ,.5 53",Я,лет и микролегирует с г, .Псческую основу, повьшгдет плдс гчОГ "ь и удд 13 цю 13 язко(ть чугунсз р: 11( црсрывцом литье н(мордживдни сабС(ГЕ 1 д(1 ПОВШС.11 ИС И.ЗНО Гс"-" ассссо. гц , уцаних гидродбрдзив зц(ци 3(ци и с.(цжецие трмичес-. О : . ц;1 пг 5 ж 1 пй в Оглиск;зх, Содерж 1 (ц п(трцдав циобия и птдцд оцрде- :.(1 -сапр 131 цт(.:ьцо. При Годржд - цсс ц:трцдов циобия пли тнтднд доМ 1 Г.Г;П 1(Кци(. ТЕ 3 НЧЕСКИХ цд - 5 стна цри литье чугунов методом наморажиндния,Опытные плавки проводят в открытых индукционных печах с перегревомрасгглднав до 1773-1823 К.В качестве шихтовых материалов приопытных плдвках чугунов используютчугунный лом, возврат собственногопроизводства, полуфдбрикдтный никель,зеркдльцый чугун, силикокальций, нитриды циабця и тантдла, феррохром,ф рромаргднец, ферросилиций и другиеферросплавы. Никель и неокисляющиесялегцруюшие добавки вводят вместе сшихтой, а брикеты нитридов и легкоплавкие - после раскисления металлаза 5-О мНц перед разливкой металлацд установке линии непрерывной разливки лтья. Присадку легкоплавкихдобавок пронодят после добавки хими ского состава по основным компоцентдм пр 523-1553 К, Для проведения лабораторных и производственныхиспытаний используют стандартныетехнологические пробы, отливки ибрдзцы, имющие химические составы,соотн гствукзщпе табл. 1. Угар нитридон ниобий и тантала 7-13 мас.7,Кдк следует из табл.2, дополнительный и 3 о( н состав чугуна нитридовниобия или тднталд обеспечивает по сук(твенно, д прц концентрации нитсв цабця ил тдцтд:д бопее 0.0,( .(.,Г увлцчи.здтся садЕ 13 жДГПЕ( - .:-с , ских кдрбпдоз с 1 цгрцдо 30, (, т,с с .1",(1( ".гь;1, 111 лжива "1, 1 ПП к ц- , П;(11 (1:(с р 3 бс- пс1 ц,;1, Пс более10 2(. 1,1. ( И(к ц г, ,(;Нд (1 ( с кд 1 1;ра СРД 13 Н 5 И 1 С ИЗНЕ шнце ударной ня пластичности ностаточных термин 2-4,8 разф о р м у л а иИзносостойкий 55 зобретениячугун, содержащиймарганец, никель,углерод, кремний 11;:с(Ццй Ц ПЛД(Т 11 СКИХ СВОЙСТВ НЕ, ИЕ . 131,ЙОГ ",Сцц(ЧПЫХ Пд 1( 1" с.Н(дро , , ( 30 ."л Г ) 35. 15), 8-2,0дс.,) о(рсделяют ХОД:.3:1 Р(1 К ( с(1(РО 3 ац(ТВД И 3 НО Саа 1 С "НОС(Та 1;О(Т 1 (1 1 Х(ц 1 С к;с 3( йс о.у ., ц;1 и 1:рсс капецт - рации углерадд до 2,0 дс.7 и кремН 1.Я цо 0,8 и;Г.; ва.31 д( т;ют осатач - иркИч( Гкце ц(цржци 5( и с.сиждют(.я трещ 1 цГ сОЙчизо(ть уддрц(51 зяз кость и но:зрдстдет отбел.С(зцЕрждццЕ ЛГПруНШИХ ддбд 5(ОКП(Г,: (дргдцец 0,4-1,5; цк(гзь 0,5 - 1,5; титдц 0,2-0,6; медь 0,5-1,3 . бу( 3 огс ца цобходим,мп ребогс(цЯ зцасос-оикастиПрде.д прочности ОГРДЦИЧЕСО Г 1 ЕПСс 11 МИНцжЕ КОтарых прочцасты (.войствд и износов стойкость пр; гцпродбрдзинном износе це;Остдточцые, д зыше увеличпздются тсрмичск 1 н;пряж( гця и снижаются ПЛД С ти 1 (КС С 13 ОЙСГ 3 с 1Вв(5 ецце бард в коли стне 0,002- 0,005 "дс.l обуслогслецо го вьсокой модифицц 1 уюпЙ эффективностью и по - нерхностцой активностью, которые обеспечивают существенное измельчение структуры, повышение пластических свойств. При содержании бора до 0,002 ас.7. Измельчение структуры, повышение пластичности и цзносостойкости недостаточны.1 ри повышении содержания бора,более 0,08 мас,7.) увеличиваетсяколичество неметаллических включений и снижается пластичность. В табл.1 приведены химические составы износос.тойких чугунов опыт ных плавок по данным количественногохимического анализа; н табл,2ехдцшческие и технологические свойстным чугуном повызкости в 1,8-2 раза, ,7-2 раза и снижение ческих напряжений1342935 0,4 0,5 0,5 0,2 0,002 медь, титан, бор и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения остаточных напряжений, повышения пластичности и ударной вяз 6 кости, он дополнительно содержит нитриды одного из элементов, взятых из группы, содержащей ниобий и тантал, при следующем соотношении компонентов, мас.Х: 10 1,5 1,5 1,3 0,6 0,005 0,03 - 0,08Остальное 2,0 - 3,0 0,8 - 2,0 Углерод Кремний тантал Железо ТаблицаСодержание компонентов, мас.7 Чугун Марга- Кремнец ний Никель УглеТи- Медь Нитрид Бор Хром Железо род тан нио- танбия тала 0,7 1,0 0,2 1,1 0,03 -- 0,6 Осталь- ное Извест,6 2,5ный Предлагаемый1 3,0 0,4 0,8 0,5 0,2 0,5 0,002 0,03 1,5 1,2 0,3 1,1 0,003 0,05 2,0 1,5 0,6 1,3 0,005 0,08 0,8 0,5 0,2 0,5 0,002 1,6 1,2 0,3 1,1 0,003 - 2,0 1,5 0,6 1,3 0,005 0,7 0,4 0,1 0,3 0,001 0,01 0,03 0,05 0,08 Таблица 2 Показатели для чугуна Свойства известного предлагаемого1 1 2 3 4 5 6 7 8 Предел прочностипри растяжении,МПа 227 425 480 458 428 470 458 370 419 Относительноеудлинение, 7 6,2 0,7 12 10,2 11,4 12,9 10,8 6,1 9,4 2,5 0,82,0 1,5 3,0 0,4 2,5 0,8 2,0 1,5 1,9 0,3 МарганецНикельМедьТитанБорНитриды одногоиз элементов,взятых из группы, содержащейниобий и1342935 Продолжение табл.2 Показатели для чугуна Свойства предлагаемого 3 4 5 6 7 известного28 Ударная вязкость,Дж/см 80 148 158 154 149 156 151 33 130 Трещиностойкостьпри литье намораживанием, 7. 102 Брак при литье, 7 8,0 105 52,6 22 30,5 52,1 20,9 30,2 110,4 76,2 Гидроабразивныйизнос чугуна, мкм 0,9 0,49 0,32 0,36 0,46 0,31 0,34 0,8 0,68 Эксплуатационнаястойкость в условиях ударных нагруэок и износа, 7 102 126 136 145 129 138 145 102 116 Пд,4 Пд 0,5 Пд 0,3 Пд,0 Пд 0,5 Пд 0,3 Пд 1,0 Пд 1,4 Пд 1,4 Составитель Н.Косторный Редактор Н.Гунько Техред И.Попович Корректор А.ЗимокосовЗаказ 4605/25 Тираж 604 ПодписноеВ 11 ИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Остаточные термические напряжения, МПа Дисперсностьструктуры поГОСТУ 120 138 134 119 1343,1 0,7 1,2 3,0 0,6 130 03 112 1,0 7,7 3,8