Чугун

СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ- 0,3;ное. составю с изокаливаовышение1,54 а трения ся к металл ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕКИЙ И ОТКРЫТ(71) Всесоюзный заочный икий институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 867942, кл. С 22 С 37/10, 1981.Авторское свидетельство СССРФ 109048, кл. С 22 С 37/04, 1984(57) Изобретение относитгии и может быть использовано приизготовлении пар трения. Цель изо тения - улучшение прокаливае повышение механических свойс уменьшение козффициента трен вый чугун содержит, мас.%: С 4,2; Б 1,8 - 2,8; Мп 0,5 - И 0,1 - 0,4; Сг 0,15 - 0,4, 0,02 - 0,2; Т 1 0,05 - 0,8; С 0,05; Сц - 0,02 - 0,2; Ва О, 0,22; Мя 0,03 - 0,07; Ч 0,1 БЬ 0,08 - 0,16 и Ре - осталь Дополнительный ввод Ч и БЬ в чугуна обеспечили по сравнен вестным чугуном улучшение пр емости в 1,38 - 1,43 раза, и механических свойств в 1,43 раза, уменьшение коэффициент в 2,6 - 4,5 раза. 2 табл, 1440951Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для литья пар трения.Цель изобретения улучшение про5каливаемости, повышение механическихсвойств и уменьшение коэффициентатрения в закаленном состоянии.Изобретение иллюстрируется приме рами конкретного применения. 1 ОВыбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.Дополнительно введенный барий в,количестве 0,12 0,22 мас.Х измельча.ет и микролегирует металлическуюоснову, упрочняет ее, увеличиваетпрокаливаемость отливок, повышаеттвердость, снижает коэффициент трения, что обеспечивает повышение износостойкости и условиях сухого трения, стабильности поверхностной твердости и прецела выносливости при консольцом изгибе,При содержании бария до 0,12 мас.Х 25повышение механических свойств и снижение 1(т при сухом трении несущественны,а при концентрации бария более0,22 мас.Х увеличивается содержаниенеметаллических включений по границам 30зерен и снижается стабильность предела выносливости при консольном изгибемеханических свойств и износостойкости.Введение магния в количестве 0,03.М0,07 мас, Х обусловлено его высокой отбеливающей модифицирующей способностью,поверхностной активностью,что обеспечивает повьппение глубины прокаливаемос.ти и количества перлита и бейнита в струтуре, снижение дисперсности,трещиноус-,тойчивости, удароустойчивости, что приводит к повышению стабильности предела выносливости при консольном изгибе и износостойкости пары сухого трения, При со-держании магния до О, 03 мас.модифицирующий эффект и повьппение предела выносливости при консольном изгибе недоста 1 гочны. При содержании магния болееЬ,07 мас.Х увеличивается угар, снижается стабильность поверхностцой твердости и предел выносливости при консольном изгибе,Дополнительное введение 0,080 16 мас.Х сурьмы обеспечивает стаби;Ф55лизацию перлита и аустенита, повышает поверхностную твердость чугуна,стабилизирует процесс закалки и увеличивает прокаливаемость. При концент рации сурьмы до 0,08 мас.Х ее влияние несущественно, а при увеличении ее содержания более 0,16 мас.Х снижают ся стабильность предела выносливости . при консольном изгибе, стрела прогиба и пластические свойства чугуна. Усвоение сурьмы составило 64" 67 Х бария 72-77 Х и магния 48-52 Х.Выбор граничных пределов содержания углерода (3;4 - 4,2 мас.Х) и кремния (1,8 - 2,8 мас.Х) определен исходя из практики производства высо копрочных изноеостойких чугунов с аустенитобейнитной структурой. При концентрации углерода более 4,2 мас.Х и кремния более 2,8 мас.Х уменьшает ся содержание аустенита, структура вблизи границ эвтектических ячеек становится грубой, снижаются износостойкость и механические свойства чугуна, стабильность предела выносливости при консольном изгибе, а при концентрации углерода до 3,4 мас.Х и кремния до 1,8 мас. Х возрастают отбел и термические напряжения, снижаются удароустойчивость и трещиноустойчивость, стабильность предела выносливости при консольном изгибе.Содержание легирующих добавок (марганец 0,5 1,5 мас.Х, хром 0,15 - 0,4, никель О,1 - 0,4, ванадий 0,1 - 0,3, титан 0,05 - 0,8 мас.Х) обусловлено существенным повышением прокаливаемости, прочности и износостойкости и ограничено пределами, ниже которыхглубина прокаливаемости, поверхностная твердость, прочностные свойства и износостойкость недо статочны, а выше которых снижается стабильность структуры и свойств, увеличиваются термические напряжения, снижаются пластические свойства, удароустойчивость и стабильность предела выносливости при консольном изгибе.Церий в количестве 0,01 0,05 мас.Х является эффективной модифицирующей добавкой, стабилизирующей твердость чугуна, коэффициент трения и технологические свойства, предел выносливости при изгибе, износостой кость при сухом трении и структуру чугуна в литых изделиях. При концентрации церия до 0,01 мас.Х модифицирующей эффект недостаточен и стабиль-. ность предела выносливости при кон. сольном изгибе, износостойкость и технологические свойства чугуна низ1440951 Таблица 1 Сравнительный анализ химических составов чугуна известного и лредловенного составов Чугун Содеркание компонентов, мас.Х 1Угле- Крем- Марга алюми- Ни-.Медь Хром МагнийТи- Вана- Це- . Барнй Сурьма Железород ний иец иий кель тан дий рнй Иввестный 3,3 1,95 0,5 0,0 0,2 0,2 0,08 0,2 0,01 002 0,01 ос- тальное ПредловенВарнанты: 1 34 18 05 002 2 3 8 2 2 1,1 О 07 0,08 0 13 0,16 н 0,01 0,03 О, 12,0,3 0,15 045 0,2 0,2 3 4 ф 2 2,8 1 з 5 0,2 0,4 Оэ 2 08 0,4 0,3 0,050 э 07 0,22 кие, а при концентрации церия более 0,05 мас. . снижаются равномерность распределения его в матрице, удароус тойчивость и ударная вязкость.Микролегирование чугуна алюминием (0,02 - 0,2 мас. ) и медью (0,02- 0,2 мас, ) повышает стабильность предела выносливости при изгибе, прочность чугуна, технологические свой ства и снижает суммарный износ при сухом трении и коэффициент трения.При увеличении содержания алюминия более 0,2 мас. , снижаются поверхност ная твердость, прокаливаемость, из носостойкость, стабильность износа при сухом трении. При снижении содержания алюминия ниже 0,02 мас. . снижается стабильность предела выносливости при изгибе, Медь оказывает сильное 20 воздействие на дробление сетки карбидов при кристаллизации и стабильность предела выносливости при изгибе. При содержании меди до 0,02 мас.стабильность предела выносливости при 25 консольном изгибе и технологические свойства неустойчивы, Верхний предел концентрации меди (0,2 мас.Ж) обуслов лен снижением поверхностной твердости и износостойкости при сухом трении 30 при более высоких ее концентрациях. Дополнительный ввод в состав чугуна ванадия и сурьмы обеспечиваетулучшение прокалнваемости в 1,38 -1,43 раза, повышение механических свойств в 1,43 -, 1,54, уменьшение коэффициента трения в 2,66 - 4,57.В табл.1 приведены химические составы известного и предлагаемого чугуна; в табл.2 - свойства чугуна. Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, кром, алюминий, титан, церий, медь, бариймагний и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения прокаливаемости, повышения механических свойств и уменьшения коэффициента трения в закаленном состоянии, он дополнительно содержит ванадий и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас. :Углерод 3,4-4,2 Кремний 1,8-2,8 Марганец 0,5-1,5 Никель 0,1-0,4 Хром 0,15-0,4 Алюминий 0,02-0,2 Титан 0,05-0,8 Церий 0,01 0,05 Медь 0,02-0,2 Барий 0,12-0,22 Магний 0,03-0,07 Ванадий 0,1-0,3 Сурьма О, 08-0, 16Железо Остальное440951 Т а б л и ц а 2Свойства чугуна известного и предложенного составов Известный, 430 245 0,32 100 210 597 0,25 Варианты: 0,12 138 122 618 332 0,74 367 353 0,85 143 0,09 376 118 ббб 0,07 142 106 364 О, 82 388 Корректор И.Муска Редактор А,Маковская Заказ 6145/30 Тираж 595 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж,. Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Предло женный Составитель Н,КосторнойТехред М.Дидык