Чугун

(511 4 С 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Могилевское отделение Физико" технического института АН БССР и Производственное объединение "Гомсельмаш"(56) Авторское свидетельство СССР У 734308, кл. С 22 С 37/10, 1980.Авторское свидетельство СССР У 867942, кл. С 22 С 37/10, 1981. 801435649(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использованопри производстве износостойких отливок. Цель изобретения - повышениеизносостойкости при фреттинг-коррозии. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:С 2,0-2,7; 81 0,7-1,3; Мп 0,7-1,3;Сг 0,3-1,1 Б 1 0)3-1,01 Ч 0,2-0,7;А 1 Оэ 2 Ою 51 Сц Ое 1 Ое 5 Т 1 Оф 02 Ов 31Се 0,07-0,2; Со 0,08-0,28; 7 г 0,090,5; Са 0,02-0,06; Те 0,01-0,03 иУе остальное. Дополнительный вводчугуна Со, Ег, Са и Те обеспечиваетповышение износостойкости при фреттинг-коррозии в 1,34-1,48 раза,2 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна.Цель изобретения - повышение из 5 носостойкости при фреттинг-коррозии,Дополнительное введение циркониямикролегирует металлическую основу,.измельчает структуру графита и повышает склонность к бейнитному превращению и износостойкость при фреттинг-коррозии. При концентрации циркония до 0,09 мас.% измельчение графита и повышение износостойкости прифреттипг-коррозии и склонности к бейнитному превращению недостаточны апри концентрации циркония более0,5 мас.7 снижаются упруго-пластические свойства, увеличивается износпри фреттинг-коррозии.Кальций модифицирует и раскисляет чугун, повышая плотность и монолитность матрицы, очищает границызерна, что обеспечивает существенное 25повышение стабильности герметичностии износостойкости при фрегтинг-коррозии, При концентрации кальция до0,03 мас.% модифицирующий и раскисляющий эффекты недостаточны, а герметичность чугуна в отливках и износоГстойкость при фреттинг-коррозиинизкие, При концентрации кальцияболее 0,0 б мас.% повышается содер жание неметаллических включенийи снижается стабильность структуры,, герметичности, износостойкости прифреттинг-коррозии и служебных свойств,Дополнительное введение кобальтав количестве 0,08-0,28 мас 7. микролегирует матрицу, повьп ая ее стойкость против коррозиии износа, увеличивает износостойкость в условияхфреттинг-коррозии, Его концентрацияпринята от содержания (0,08 мас,%),с которого начинает сказываться еговлияние на износостойкость ри фреттинг-коррозии, и ограничено концентрацией (0,28 мас.%), выше которойснижаются упруго-пластические и эксплуатационные свойства,Теллур отбеливает, измельчаетструктуру, повышает механическиесвойства, поверхностную прочность иизносостойкость при фреттинг-коррозии. При концентрации теллура до550,01 мас.% его модифицирующий эффекти повышение поверхностной прочностии износостойкости при фреттинг-коррозии оказывается незначительно, а при концентрации теллура более 0,03 мас.% увеличивается содержание неметаллических включений по границам зерен, снижаются пластические свойства, склонность к бейнитному превращению и износостойкость при фреттинг-коррозии.Введение никеля и титана упрочняет матрицу, повышает ее коррозионную стойкость, увеличивает термическую стойкость, стабильность структуры, склонность к бейнитному превращению, что обеспечивает повышение хрупкой прочности, износостойкости при фреттинг-коррозни, ударно-усталостной долговечности. Понижение нижнего предела концентрации титана менее 0,02 мас.7, и никеля менее 0,3 мас.7. приводит к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости при фреттинг-коррозии, а при концентрации титана более 0,3 мас.% и никеля более 1,0 мас.% снижается стабильность структуры, повышается содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при фреттинг-коррозии.Хром и ванадий обеспечивают высокую коррозионную стойкость и твердость матрицы, что обеспечивает высокие характеристики износостойкости при фреттинг-кбрроэии, При увеличении содержания хрома более 1,1 мас,% и ванадия более 0,7 мас,% снижается трещиностойкость, эксплуатационная и ударно-усталостная долговечность. Содержание алюминия и меди ограничено 0,5 мас,7. каждого, так как при более высоком содержании их снижается однородность структуры, механических и эксплуатационных свойств, С держание церия принято в количестве 0,07 - 0,2 мас.7., что способствует улучшению формы графита, каррозионной стойкости и износостойкости при фреттинг-коррозии.Содержание основных компонентов(углерода 2,0 - 2,7 мас.%, кремния0,7 - 1,3 и марганца 0,7 - 1,3 мас,7)в отливках обеспечивает повышениестабильности структуры и свойств,оптимальную износостойкость прифреттинг-коррозии и высокие эксплуатационные свойства,(известный) 2,0 2,6 2,7 1,3 , 1,2 0,7 2,9 Углерод Кремний 2,1 з 14356П р и м е р. Проводят плавки чугунов известного и предлагаемого состава в открытых индукционных печахметодом переплава,5В качестве шихтовых материаловпри опытных плавках используют чугунный лом, возврат собственного производства, полуфабрикатный никель,зеркальный чугун, феррованадий, фер Орохром, ферромарганец и другие ферросплавы. Тугоплавкие и неокисляющиеся легирующие добавки вводятвместе с шихтой, а легкоплавкие илигатуру СЦР- после раскисления 15металла за 5-10 мин перед разливкойметалла непосредственно в литейныекбвши вместе с модификаторами.Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты пооЭдогретой до 350-450 С в печь приналичии "болота", перегрев расплава до 1450-1530 С.Присадку меди,Феллура, титана, церия и других легкоплавких добавок и компонентов 25проводят после доводки химическогосостава по основным компонентам перед разливкой металла в литейныеформы,В табл. 1 приведены химическиесоставы износостойких чугунов рядаплавок. Определение содержания ингредиентов в чугунах проводят по стандартным методикам количественногодифференцированного химического анализа,В .табл. 2 приведены механическиеи технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Твердость и механические свойства в отливках определяют после их нормализации с температуры 860-880 С и изометрической"выдержки при 350-370 С,средний износ образца состава 1 составляет 5,72 мкм,Испытание на изнашивание при фреттинг-коррозии проводят на цилиндрических образцах на установке МКФпо стандартной методике. В качестве измерительного прибора используют профилограф-профилометр. Эксплуатационную стойкость (долговечность) определяют на гильзах гидроаппаратуры в условиях изнашивания при фреттинг-коррозии.Как видно из табл. 2, износостойкость при фреттинг-коррозии при сухом трении и предел выносливости у предлагаемого чугуна выше, чем у известного в 1,36 " 1,48 раза и в 1,8 - 1,9 раза соответственно. Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, алюминий, медь, титан, церий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости при фреттинг-коррозии, он дополнительно содержит кобальт, цир" коний, кальций и теллур при следующем соотношении компонентов, масЛ:Углерод 2,0- 2,7 Кремний 0,7 - 1,3Марганец 0,7 - 1,3Хром 0,3 - 1,1Никель 0,3 - 1,0Ванадий - 0,2 - 0,7 Алюминий 0,2 - 0,5 Медь 0,1 - 0,5 Титан 0,02 - 0,3Церий 0,07 - 0,2Кобальт 0,08 " 0,28 Цирконий 0,09 - 0,5 Кальций О, 02 - О, 06 Теллур О, 01 - О, 03 Железо Остальное,5 оний 0,0 0 Осталное окаэател Предел прочностипри растяжении,МПа 243 431 45 трела прогиба,10,8 6,2 9,7 м Предел выносливости, МИа 6 456 445 Теллур Железо Осталь- Осталь- .Остальное ное ное Таблица 2 Значения показателей дл состава1435649 Продолжение табл.2 Показатели Значения показателей длясостава2 3 4 Износ в режимесухого трения,мг/1000 м 1060 180 150 146 Износостойкостьпри фреттингкоррозии Х 100 ,136 144 148 650 1012 1085 1120 Долговечность, ч Составитель н. КосторнойТехред А.Кравчук Корректор А, Обручар Редактор Н. Яцола Заказ 5614/25 Тираж 595 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4