Чугун

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфеэ СеветскихСоциаевзическихРеснубпик р 1998563(61)Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 030781 (21) 3314079/22-,02 1) М. Кд.з сприсоединением заявки МС 22 С 37/10 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Московский ордена Октябрьской Революции и Трудового Красного Знамени институт стали:в условиях абразивного износа и изгибающих нагрузок.Известны чугуны 1 ) типа фНихардф,содержащие, вес.Ъ:Углерод 3,0-3,6Кремний О, 4-0,7Марганец О, 4-0, 7Медь 1,5Никель 3,4-4,75Хром1 с 4-2 ю 5В СССР они не нашли широкого применения из-за дефицитности никеля, а также относительно низких литейных свойств.Известен иэносостойкий чуг"н 2 ,содержащий компоненты в следующих количествах, вес.ЪтУглерод 2,8-3,6Кремний 0,5-0,8Марганец До 1,0Хром 12-18Молибден 2,0-3,0Железо ОстальноесДанный чугун обладает пониженной прочностью и неудовлетворительной механической обрабатываемостью. Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является чугун 3) следую-щего химического состава, вес.Ъ:Углерод 1-3Кремний 0,5-2Хром 10 сЗ 35Молибден 0,2-3Ванадий О, 1-1Алюминий Не более 0,5Железо ОстальноеНедостатком известного чугунаявляется низкое сопротивлениз изгибу, так как при содержании хрома более 10 прочность:белого чугуна зна"чительно падает (появляется достаточносильное влияние на это свойство , хрупкой ледебуритной составляющей).Целью изобретения является повышение сопротивления изгибу,Цель достигается тем, что чугун,содержащий углерод,.кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, алюминий и железо, имеет следующий химичес кий состав, вес.ъ:Углерод2,2-2,6Кремний О, 5-0,8Марганец 1,2-1,5Хром 5 ю О-.бк 0 30 Молибден О, 3-0,5998563 ная структура благодаря образовавшимся карбидам. Измельчение вторичной структуры приводит к увеличениюпрочности и росту износостойкоститермообработанного чугуна, Дальнейший рост содержания данного элемента .влечет эа собой снижение прочности и ухудшение шлифуемости чугуна.Добавка молибдена в количестве,не превышающем 0,3 не влияет насвойства чугуна. При содержании в неммолибдена 0,3"0,5 сильно увеличивается прокаливаемость и связанныес ней прочностные характеристики.Введение в состав материала более0,5 молибдена экономически невыгодно .Часть его может быть замененав данном случае марганцем, Введениев состав чугуна марганца меньше 1,2не дает эффекта увеличения прокаливаемости,Повышение содержания марганцабольше 1,2 позволяет увеличитьпрокаливаемость отливок, а следовательно, и их прочность и снизить содержание дефицитного молибдена. Ростсодержания марганца в чугуне больше1,5 не дает дополнительных преимуществ, так как прокаливаемость обеспечивается на достаточно высокомуровне. Проведено сравнительно исследо-вание структуры и свойства плавок предлагаемого и известного чугунов. С этой целью выплавлены чугуны, составы которых приведены в табл,1. Таблица 1 Чугун Содержание элементов в чугуне,5 Ь Ип Сг Н.о А 0,20 Остальное 0,20 0,30 2 2 36 О 48 1 37 3 2,60 0,80 1,50 5,40 0,21 Остальное 0,26 0,43 0,35 0,30 0,50 6,00 Известный 2,5 0,7 Примесь 11,0 0,3 0,2 0,2 Ванадий 0,2-0,35Алюминий О, 2-0,3Железо ОстальноеНижний предел содержания углерода (2,2) обусловлен стремлением достичь необходимый уровень изностойкости, а повышение содержания углерода более 2,6.влечет эа собой снижение прочности, вызванное ликвидацией углерода. Кроме того, хромистые чугуны с содержанием углерода более 10 3 имеют низкую механическую обрабатываемость,Содержание хрома в предлагаемом чугуне 5-6 лимитируется требованием получения изностойкости, с одной сто роны, и необходимой прочности " с другой.Введение алюминия в состав чугуна вызвано необходимостью получения мелкозернистой литой структуры, которая обласкает более высокими прочностными свойствами. При легировании алюминием менее 0,2 свойства чугуна практически не изменяются. Модифицирование алюминием в количестве 25 0,2-0,3 литое зерно измельчает наилучшим образом. При увеличении содержания алюминия более 0,5 резко увеличивается количество неметаллических включений.Легирование ванадием позволит воз- З 0 действовать на формирование структуры в процессе термообработки. Добавка ванадия менее 0,20 не оказывает заметного влияния на свойства чугуна. При увеличении его содержания 3 до 0,35 заметно измельчается вторичПредлагаемый 1 2,20 0,50 1,20 5,00 Все плавки отличались по оптимальному режиму, обеспечивающему . наибольшее снижение твердости; нагрев до 860 С, выдержка в течение 1 ч, затем охлаждение с печью до 730 фС и выдержка при этой температуре в течение 2 ч, и наконец, нагрев с печью до 760 фС и выдержка на протяжении 4 ч.Сравнительная обрабатываемость Ьценивалась при точении заготовок 65 опытных плавок резцом ТК 8 на токарном станке.г Оценка прочности проводилась по величине разрушающей нагрузки при испытании призматических образцов сечением 10 х 10 мм с разрезом Менаже на изгиб сосредоточенной нагрузкой. Количество образцов на.точку 5 шт.Данные по отжигаемости и прочности при изгибе приведены в табл.2.Разрушающая нагрузка при испытаниина изгиб,кг Твердость после дтжига Чугун,.Предлагаемый1 840 790 818 840 790 320 800 835 825 840 340 840 800 С5МпСгМоЧАГе 2,6 1,5 6,0 0,5 0,3 0,.35 Остальное 340 795 800 850 780 850 780 Извест- ный С5СгМоЧАГе 2 с 50,7110,30,20,2Остальное 380 680 750 600 750 600 П р и м е ч а н н е: обрабатываемость стали Х 12 М принята за 100%. Из табл.2 видно, что сопротивлениемпредлагаемого чугуна выше, а разбросзначений разрушающей нагрузки мень-,ше, чем известного,Таким образом, предлагаемый сос тав белого чугуна, обладая высокойизносостойкостью, имеет более зысо,кую прочность и лучшую обрабатываемость.Применение предлагаемого чугунапозволит повысить стойкость деталейв 4 раза, снизить расход дефицитногофамолибдена максимально в 6 раз, Ожидаемый экономический эффект от внед-,рения предлагаемого чугуна на Лутугинжом заводе прокатных валковсоставит 400 тыс. руб. 65 формула изобретения С5МпСг. МоЧАГеС5Мо.СгМоЧАГе 2,20,51,25,00,30,20,2Остальное2,36О,481,375,40,430,260,21Остальное Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ваНадий, алюминий:и железо, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повьааения сопротивления изгибу, он содержит компоненты при следующем соотношении,.вес.ВУглерод 2,2-2,6 Кремний. 0,5-0,8 Марганец1,2-1,5 Хром 5,0-6,0 Молибден 0,3-0,5 Ванадий 0,20-0,35 Алюминий 0,20-0,30Железо Остальное998563 Составитель Г.ДудикТехред Е.Харитончик Корректор Н.Король Редактор О.Половка Тираж 625 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и.открытий113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 ,:Заказ 1083/48 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Герек А., Байка Л Легированный чугун - конструкционный материал. "Металлургияф, 1978, с. 182.,2. РТМ-61 "Применение иэносо= стойких сплавов для быстроизнашивающихся деталей".3. Патент Японии 9 52-28038, кл. 10 Ю 183, 1978.