Графитизированная сталь

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН.

„.Я0„„1030416 А

3Ш) С 22 С, 38/12

)

1;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ дополнительно,содержит сульфиды железа и карбонитриды одного металла, выбранного из группы, содержащей

:алюминий, бор, титан, ниобий, при следующем соотношении компонентов, вес.%

Углерод 1,1-1,9

2 ремний 1,1-1,7 .Церий: 0,03-0,1

Сульфиды железа 0,07-0,3

Карбонитриды одно« го металла, выбранного из группы,содержащей алюми ний, бор, титан, ниобий 0,03-0 7 I

Железо Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ

;(21) 3435597/22.-02 (22) 12. 02.82 (46) 23.07.83, .Бюл. Р 27. (72) М.И.Карпенко, П..Н..Радьков, Л.П,Фоменко и Т.И.Кныш (71) Гомельский политехнический институт (53) 669.,14.018,2-194(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 451790, кл. С 22 С- 38/14, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР.

9 622867., кл. С. 22 С. 38/60, 1978.

,(54) С57 ) ГРАФИТИЭИРОВАННАЯ CTAJIb| содержащая углерод, кремний, церий, железо, отличающаяся °

I тем, что, с целью повышения износо" стойкости и термостойкости; она

С:

ФФ

М

CO

СО

CO ь|

10д0416 следующем соотношении вес. Фг

Углерод

Кремний

Церий

Сульфиды ,железа

Карбонитриды однОго металла,выбранного иэ группы, содержащей алюминий, бор,титан, ниобмй

- Железо компонентов, 1,1-1,9

1,1-1,7

О, 03-0,1

0,07-0,3

0,03- 0,7

Ос альное

I предлагаемой

ГIJ 11 1

Содержание компонентов, вес.%, в сталях, Компоненты стали извест ной

7 8 9 10 11 12

1 2 3

Углерод 1,2

1,1 1,5 1,9 1,1 1,5 1,9 1,1 1,5 1,9 1,1 . 1,5 1,9

Кремний

1 ° 8 1ю7 1ю4 1ю1 1 7 1к4 1г1 1 7 1 ° 4 1к1 1к7 1ю4 1ю1

Сульфиды железа

О 3. О 1 О 07 0 3 О 1 0 07 О 3 О 1 0 О О 3 О 1 О 07

Изобретение относится к металлургии, в.частности к графитизированным чдносостойким сталям, предназначенным для изготовления деталей к металлическим агрегатам, работающим в условиях повышенных температур и .большого износа при трении скольжении без смазки и высоких удельных давлениях.

Известна графитизированная сталь

71), содержащая, вес.Вг 1 0

Углерод О, 9-1, 4

Марганец 0,4-0,6

Медь 6,0-15,0

Кремний 0,9-1,3

Железо Остальное 15

Указанная Сталь обладает низкой термической стойкостью и повышен-, ным износом при сухом трении. Предел прочности этой стали не превышает

638/814 MIla.

По технической сущности и дости гаемому эффекту наиболее близкой к изобретению является графитиэированная сталь f2 ), имеющая следую- щий химический состав, вес.Ъ:

Углерод 1,1-1,4

Кремний 1,6- 2,0 Сера 0,05-0, 1

Церий 0 08-0,12

Железо . Остальное

В литом состоянии эта сталь име- З0 ет перлитную или перлито-ферритную металлическую основу, обладает высоким коэффициентом трения (0,310,42), но недостаточной термической стойкостью и износостойкостью. Ç5

Весовой износ фрикционных изделий из известной графитиэированной стали достигает 172-194 мг.

Целью изобретения является повышение износостойкости и термостой- 40 кости графитизированной стали.

Эта цель достигается тем, что графитизированная сталь, содержащая углерод, кремний, церий, железо, дополнительно содержит сульфиды же- 45 леза и карбонитриды одного металла, выбранного из группы, содержащей алюминий, бор, титан, ниобий, при

Присутствие в стали 0,03-, 0,7 вес.з карбанитридов дополйитель но легирует твердый раствор и измельчает литое зерно, повевая прочностные свойства и оказывая положительное .влияние на износостойкость, пластичность и термическую стойкость литых иэделий. При содержании до 0,03 вес.Ф карбонитрндов их вли- . янке скаэйвается незначительно, а при повыаении их концентрации более

0,7 вес.Ъ отмечается расположение карбонитридов tio гРаницам, зерен, что снижает пластические свойства.

Сульфиды железа в количестве

0,07-0, 3 вес.Ъ способствуют повышению фрикционных свойств стали и увеличивают термическую стойкость. При концентрацки сульфидов железа менее

0,07 вес.% снижаются относительное удлинение и динамическая прочность, а при концентрации более 0,3 вес.Ъ снижаются прочностные характеристики.

Меньшие концентрации сульфидов железа могут быть рекомендованы для сталей с высоким суммарным содержа-. нием углерода и кремния, а большие концентрации сульфидов — для сталей низким суммарным содержанием углерода и кремния.

Хймический состав исследованных сталей приведен в табл 1.

Т а б л и ц а 1 103.0416

Продолжение табл.

» » ° » Содержание компонентов, вес.. В, в сталях

° ° предлагаемой

Компоненты стали

Извест ной

0,1 0,03 0,05 0 1 0,03:.0,05 0,1 0,03 0,05 0,1 0,03 0,05 . 0 1 Церий

0,03 0,05 0,7,ти, тана

0,03 0,43. 0,7

0,03 0,5 0,7 бора нио- бия

0,03 0,4 0,7

Железо Остальное Остальное

Остальное Остальное Остальное

Использованные карбонитридообразующие элементы являются химически активными металлами,.поэтому их вводят после глубокого раскисления расплавов. разливку стали производят в.литейные оболочковые формы.

В табл. 2 приведены механические и фрикционные свойства исслеТ а б л и ц а 2

Механические свойства

Термическая стой.кость, количест.во циклов е

ИДж/м

НЬ, МПа:

Известная 891

176

0,380

0,32

7,1 0,36 2010 235

Предлагаемая

1 1059

128

0,276

0,216

0,43

8,52 0,92 2079 321

0,41

2 1226 8,8 1,18 2128 372

7.8

0,40 0,188

3 1245 8,7 1.,22 2206 434

4 1040 8,7 0,98 2059 326.

5 1177 9,1 1,21 2108 . 384

123

0,236

0,224

0,42

102

0,40

IKapбонитДИДЫ алю- миния дованных сталей в литом состоянии.

-30 Весовой износ определяют при скорости скольжения 1,,5 м/с и удельном давлении 10,5 ИПа. Скорость изна1 шивания и коэффициент трения определяют после приработки при уста35 новившемся режиме трения без смазки.

1030416

Продолжение табл. 2

Фрикционные свойства Механические свойства

Сталь

Коэффи- Скорость циент изнашитрения вания, мкм/ч

:6в, MIIa

Средний весовой износ,мг

НВ, MIIa

+H t

МДж/м

0,38

0,196

0,258

0,206

1098 8,9 0,95 ?108 406

0,44

118

0,42

1298 9, 1 О, 98 2226

4.48

0,41 . 0,172

1345 9,0 1.,02 2305 492

0,41

0,232

0,210

0,178

1208 9,1 1 12 2162 484

1245 8,9 1,08 2177 512

0,39

12

0,38

Составитель Л. Суязова

Редактор О. Половка Техред М. Коштура Корректор C. Шекмар

Эаказ 5136/30 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7(-35> Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент"" г. ужгсрод, ул. Проектная, 4 Терми- . ческая стойкость, количество циклов

6 1226 9,3 1,25 2177 452

10 1065 8,8 0,97 2108 424

Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева технологических проб до 100 С и охлаж" дения на спокойном воздухе до появления трещины.

Как видно из данных, приведенных в табл. 2, термическая стойкость, и износостойкость графитизированной стали предлагаемого состава превышает показатели известной ста= ли.

Предлагаемая сталь обладает высокими литейными свойствами, а литые фрикционные изделия из нее при работе в условиях скольжения без смазки с повышенными скоростями и удельными давлениями имеют более стабилвный коэффициент трения и высокую термическую стойкость.

За счет повышения долговечности фрикционных изделий сумма ожидаемого зкономического эффекта составит около 240 тыс. руб.