Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму ванадий и железо, отличающийся тем, что, с целью улучшения антифрикционных свойств и повышения износостойкости , он дополнительио содержит алюминий при следующем соотношении мас.Х: компонентов. 3,2-3,4 Углерод 1,6-2,0 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,05-0,10 Сурьма 0,10-0,25 Ванадий 0,3-1,0 Алкминий Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

69) А

315@ С 22 С 37 10,Д,С

ЛЕ \ ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /

ДТЬ

С

И ILBTOPCMOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ COOP

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3585768/22-02 (22) 13.05.83 (46) 07.05.84. Бюл. В 17 (72) E.È. Шитов, С.Н. Леках, А.Г. Слуцкий, С.В. Киселев и Л.Л. Счисленок (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 521342, Ka. C 22 C 37/00, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке I 3233589/02, кл. С 22 С 37/10, 1981. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, отличающийся тем, что, с целью улучаения антифрикционных свойств и повыюения износостойкости, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотноаении . компонентов, мас.Х:

Углерод 3, 2-3,4

Кремний 1,6-2,0

Марганец 0 005-0,04

Сурьма 0,05-0 10

Ванадий О, 10-0, 25

Алюминий О, 3-1, О

Железо Остальное

1090749

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях сухого трения-скольжения.

Известен чугун $1), содержащий, мас.7:

Углерод 2,5-3,5

Кремний 1 5-2,5

Марганец 0,4-0,9

Сера 0,23-0, 9

Фосфор 0,23-1,0

Железо Остальное

Известный чугун имеет низкую износостойкость и высокий коэффициент трения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун (21 следующего химического состава, мас.Х:

Углерод 3, 0-3,4

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,005-0,04

Ванадий О, 15-0,45

Сурьма О, 15"О, 45

Сера О, 1-0,2

Железо Остальное

Известный чугун имеет в своем составе комплекс элементов (кремний, ванадий, сурьму, марганец), легирующих 30 н стабилизирующих карбидную фазу сплава, что обеспечивает достаточно высокие механические свойства материала.

Однако использование чугуна данного состава для производства деталей антьщ фрикционных узлов трения нецелесообразно ввиду их низкой износостойкости и высокого коэффициента трения.

Целью изобретения является улучшение антифрикционных свойств и повыше- 40 ние иэносостойкости.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, ванадий и железо, дополнительно содержит алюми- 45 ний при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод

Кремний

Марганец

Сурьма

Ванадий

Алюминий

Железо

Пределы содержания компонентов установлены исходя из условия получения наиболее благоприятного сочетания структуры и эксплуатационных характеристик (величины коэффициента трения и износа) сплава.

Содержание углерода (3,2-3,4X) и кремний (1,6-2,07) выбраны исходя иэ условия получения перлитной метал- лической матрицы с содержанием феррита не более 37 и ледебурита не более

27. Нижний предел содержания сурьмы (0,05X), ванадия (0,1Х), алюминия (0,37) связан с повышением износостойкости и антифрикционных свойств чугуна при минимальной степени легирования металлической матрицы. Верхний предел содержания сурьмы (О, 1X) и ванадия (0,25X) ограничивает количество карбидов в структуре до 2Х.

Увеличение концентрации алюминия свыше 1,0Х пргводит к появлению феррита и значительному повышению износа материала.

Для изучения структуры, износостойкости и антифрикционных свойств выплавляют три состава чугуна с содержанием компонентов на нижнем, среднем и верхнем уровнях. Для сравнительных испытаний используют известный состав с содержанием ингредиентов на среднем уровне. В качестве шихты для получения чугуна с низким содержанием марганца применяют высокоуглеродистые металлизованные окатыши, ферросплавы кремния, ванадия, кристаллическую сурьму и техни:ческий алюминий. Плавку проводят в ! индукционной печи с кислой футеровкой.

Образцы для испытания заливают в сухйе песчаные формы. Испытания на износ проводят в условиях сухого трения скольжения на машине типа МТ-2М при удельной нагрузке 14 кг/см и скорости скольжения 2 м/с.

Химические составы исследуемых сплавов и результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, введение в состав чугуна алюминия повьппает износостойкость материала и снижает коэффициент трения. Структура сплава перлитная, .с отдельными включениями феррита до 4Х.

Микротвердость перлита 250-300 Н>.

Включения графита равномерно расположены в металлической матрице. Повышение эксплуатационных свойств материала связано с образованием сложных окисных пленок алюминия и уменьшения адгеэионного взаимодействия контактируемых поверхностей.

Уровень содержания ин гредиентов

Коэффициент трения

Относительная asХимический состав, мас.Х

Чугун

Ч А1 Fe носостойкость

С Si Ип Sb

Известный Средний 3,2 1,9 0,022 0,3 0,3

0,11

0,15 1

Предлага- Нижний 3, 2 емый

Средния 3,3

0,3

1,25 0,09

1,43 0,084

1,6 0,005 0,05 О, 1

1 8 0 022 0 075 0 175 0 65

1,64 0,087. Верхний 3,4 2,0 0,04 О, 1

0,25 1,0

Ниже нижнего 3,2

1,6 0,005 0,05 0,07 0,15

1,03 0,09

Выше верхнего 3,4 2,0 0,045

1,23. О, l2

0,12 0,3

1 ф 2

Составитель Н. Косторной

Редактор В. Иванова Техред А.Бабинец

КоррекTQp A. ТЯско

Заказ 3018/24 Тираж 603

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1090749 4

Оптимальный состав сплава содер- кий металл перед заливкой кристаллижит, Х: углерод 3,3, кремний 1,8, ческой сурьмы и технического алюминия. марганец 0,022, сурьма 0,075, алю- Легирующие элементы вводятся в чугун миний 0,65. исходя иэ условия усвоения кремния

Технология получения сплава пред- 5 30-90Х, ванадия 80-85Х, сурьмы н алюлагаемого состава заключается в рас- миния 90-99Х. плавлении металлизованных окатышей Предлагаемый состав чугуна целен электродуговой и индукционной печах, сообразно использовать для иэготовлевведении в шихту ферросплавов крем- ния подшипников скольжения, работания (75X Si), ванадия (45X V) в жид- 10 ющих в условиях сухого трения.