Чугун

 

Изобретение относится к металлургии. Цель - повышение износостойкости, удельной герметичности и контактной выносливости . Чугун содержит ниобий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,1-4,0; кремний 0,8-3,0; марганец 0,5-1,5; хром 0,03-0,39; никель 0,05-1,10; медь 0,02-0,90; фосфор 0.15- 0,90; ниобий 0,05-0,60; титан 0,05-0,36 и железо остальное. Контактная выносливость составляет 782-820 МПа. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s>)s С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕ ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785996/02 (22) 23.01,90 (46) 07,12,91. Бюл. М 45 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт и Научно-производственное объединение "Тулачермет" (72) Б.К.Святкин, А.П.Пухов, А.С,Белкин, М.И.Карпенко, А,M.Öåéòëèí, В.П.Кусайло, ., Н.Х.Маулетов, M.Ã,Áîéêî, M.Á.Eãoðoâà и

С,М.Бадюкова (53) 669.15-196 (088,8) (56) Герек А., Байка Л. Легированный чугун — конструкционный материал, — M,; Металлургия, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 981429, кл. С 22 С 37/10, 1982.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для деталей, работающих в условиях трения и износа.

Цель изобретения — повышение износостойкости, удельной герметичности и контактной выносливости.

Выбор содержания граничных пределов компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен. следующим.

Дополнительное введение титана повышает в чугуне содержание карбидов, твердость, удельную герметичность измельчает структуру легированной матрицы, что повышает плотность, прочность и контактную выносливость. При содержании титана до

0,05 мас.ь повышение этих характеристик недостаточное, а при увеличении концентрации титана более 0,36 мас,7; удлиняется продолжительность изотермической выдержки при термообработке чугуна, повышает„50„. 1696562 А1 (54) Ч".ГУН (57) Изобретение относится к металлургии, Цель — повышение износостойкости, удельной герметичности и контактной выносливости. Чугун содержит ниобий и титан при следующем соотношении компонентов, мас. $: углерод 3,1 — 4,0; кремний 0,8 — 3,0; марганец 0,5-1,5; хром 0,03 — 0,39; никель

0,05-1,10; медь 0,02-0,90; фосфор 0,15—

0,90; ниобий 0,05 — 0,60; титан 0,05 — 0,36 и железо остальное, Контактная выносливость составляет 782 — 820 МПа, 2 табл, ся„концентрация неметаллических включений, снижается содержание бейнита, что приводит к снижению удельной герметичности, задиростойкости и упругопластических и свойств, Микролегирование чугуна хромом обус- Q ловлено иэмельчением аустенитно-бейнит- (Ь ной структуры, повышением ее плотности и (Л стабильности, что способствует увеличению Ос, механических свойств и контактной вынос- р ливости, Его влияние начинает сказываться с концентрации 0,03 мас., а при увеличении его содержания более 0,39 мас.,, повышается неоднородность структуры и твердости, концентрация неметаллических включений по границам зерен, снижаются удельная герметичность, упругопластические свойства и прочность, Дополнительное введение ниобия обусловлено его высокой микролегирующей способностью при сохранении удельной

1696562

Табг и ца 1 болел»;ание конлонентов, нас.ь

Ннн(. ль Медь ФОСФоо,1 Но (Кре нний Нарганец Хрон гиблен Ниобий Титан Мелево

1 )

J (I

Известный 3,1 0,6

).0

Остальное

Предлагаеиый, состава:

1 О, C"l

3 0

2,3

0,Е

0,5

0,02

3,1

0,03

О.11

0,15

0,05 0,05 Остальное

0,60

0,90

0.7

0,5

3,7

4,0

1,f

1,.5

0,23 Остальное

0,36 Остальное

0,22

0,60

0,9 герметичности и фрикционных свойств, повышении прочности, контактной выносливости и пластических свойств, Нижний предел его концентрации 0,05 мас,% обусловлен недостаточной микролегирующей способностью при более низких концентрациях, что снижает контактную выносливость, прочностные и фрикционные свойства, При увеличении содержания ниобия более 0,6 мас.% повышается концентрация перлита в чугуне и снижаются удельная герметичность, прочность и эксплуатационна.," стой кость.

Углерод и кремний являются основными элементами, определяющими структуру, удельную герметичнос.гь и комплекс свойств чугуна различного назначения, в том числе и для работы его в условиях высоких контактных нагрузок и интенсивного износа. При концентрации углерода 3,1 — 4,0 мас.% и кремния 0,8-3,.0 ма=.% создаются наиболее благоприятные условия для формирования мелкозернистой аустенитно-бейнитной структуры, наиболее благоприятной для обеспечения высокой контактной выносливости, повышения плотности, удельной герметичности и упругопластических свойств, Г1ри концентрации углерода до 3,1 мас.% и кремния до 0,8 мас,% увеличивается соцержание цементита и уменьшается количество бейнита, снижается склонность чугуна к бейнитному превращению, падает вязкость и снижается контактная выносливость, При увеличении концентрации углерода более 4,0 мас.%, и кремния более 3,0 мас, % снижается плотность, удельная герметичность, износсстойкость, контактная выносливость и одновременно повышается количество и размер графитовых включений.

Концентрация легирующих компонентов (фосфор 0,15-0,9, никель 0,05-1,1, медь

0,02 — 0,9, марганец 0,05-0,15 и хром 0,030,39 мас.07 ) обеспечивает получение высоких прочностных характеристик, удеггсной герметичности, повышенной фрикциснной износостойкости и контактно л выносливости, При увеличении их концентрации выше верхних пределов увеличиваются ликвационные процессы, повышается содержание в структуре чугуна аустенита, 5 что увеличивает склонность к охрупчиванию, снижает удельную герметичность и упругопластические свойства. При снижении концентрации указанных легирующих элементов ниже нижних пределов l0 плотность, прочность и контактная выносливость чугуна недостаточны.

Выплавку фосфористных чугунов производят в открытых электропечах.

Присадку легирующих элементов про15 изводят в раздаточный или разливочный ковш перед выдачей расплава с температурой 1460 — 14700С из плавильной печи, Расглав заливают при 1400 — 1380 С в сухие формы для получения отливок и технологи20 ческих проб. Отливки подвергают термической обработке с изотермической выдержкой г1ри 370 — 410 С в течение 1,1 — 2

В табл. 1 приведены химические соста25 вы исследованных чугунов, а в табл. 2— результаты сравнительных их испытаний.

Исследования дисперсности чугуна и ударной вязкости проводят по ГОСТ.

Как видно из табл, 2, предлагаемый фосЗО фористый чугун обладает более высокой эксплуатационной стойкостью, обесп ечивая повышение удельной герметичности и контактной выносливости.

35 Формула изобретения

Чугун, содер>кащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, фосфор и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, удельной гер40 метичности и контактной выносливости, он дополнительно содержит ниобий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,1 — 4,0; кремний 0,8-3,0; марганец 0,5 — 1,5; хром 0,03 — 0,39, никель

45 0,05 — 1,1, медь 0,02 — 0,9; фосфор 0,15-0,9; нйобий 0,05-0,6; титан 0,05 — 0,36; железо остальное.

1696562

Таблица 2

Составитель Н.Косторной

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор И.Муска

Редактор И.Горная

Производственно-издательский комбинат "Патент". г, Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 4281 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5