Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром, молибден, бор и железо, о тличающийся тем, что, с целью повьшения поверхностной твердости после термической обработки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: 3,0-3,4 Углерод 1,6-2,5 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,1-0,2 Сера 0,15-0,25 Сурьма 0,5-1,4 Хром 0,4-1,2 Молибден 0,2-0,35 Бор Остальное Железо (Л с

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСГ1УБЛИН зцц С 22 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (21) 3598552/22-02 (22) 2!.02.83 (46) 07.10.84. Бюл. N - 37 (72) Е.И.Шитов, С.Н.Леках, А.Г.Слуцкий, В.Л.Трибушевский и А.А.Стефанович. (71) Белорусский ордена Трудового

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

В 836185, кл. С 22 С 37/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3552121,кл. С 22 С 37/00, 1983.

„„SU„„1117332 А (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму хром, молибден, бор и железо, о тличающийся тем, что, с целью повышения поверхностной твердости после термической обработки, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж:

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6-2,5

Марганец 0,005-0,04

Сера О, 1-0,2

Сурьма 0,15-0,25

Хром 0,5-1,4

Молибден 0,4-1,2

Бор 0,2-0,35

Железо Остальное

1117332

20 изобретение относится к металлурс гии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях трения скольжения.

Известен чугун 11 ), содержащий, вес.7:

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0,005-0,04

Сера 0,1-0,2

Сурьма 0,15-0,25

Железо Остальное

Указанный чугун имеет низкую поверхностную твердость после термической обработки. 15

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун Г2 3, содержащий, вес.7:

Углерод 3,2-3,4

Кремний 1,6-3,0

Марганец 0,005-0,04

Сера 0,08-0, 10

Сурьма 0,05-0,14 25

Молибден 0,10-0,40

Хром 0,5-3,0

Бор 0,08-0,18

Железо Остальное

Известный чугун имеет недостаточ- З0 ную поверхностную твердость после термической обработки.

Цель изобретения — повышение поверхностной твердости после термической обработки.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, хром, молибден, бор и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.X:

Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6-2,5

Марганец 0,005-0,04

Сера 0,1-0,2

Сурьма 0,15-0,25

Хром 0,5-1,4

Молибден 0,4-1,2

Бор 0,2-0,35

Железо Остальное

Пределы содержания компонентов

50 установлены исходя иэ получения наиболее благоприятного сочетания структуры и свойств чугуна. Нижние пределы содержания кремния 1,6 и углерода

3,0 мас,X вызваны необходимостью полу. чения металлической основы без мета-. стабильной Фазы, верхние 2,5 и

3,4 мас.Ж соответственно ограничены получением перлитной структуры с количеством феррита не более 27 Содержание марганца (0,005-0,04 мас.7.), серы (0,1-0,2 мас.7), сурьмы (0,15-025 мас.7), хрома (0,5-1,4 мас.7), молибдена (0,4-1,2 мас.7), бора (0,20,35 мас.7) выбирается из условия максимального упрочнения металлической основы.

Увеличение концентрации серы, сурьмы, хрома, молибдена и бора выше выбранных пределов повышает склонность чугуна к отбелу. Повышение содержания марганца (более 0,04 мас.7.) приводит к образованию феррита вокруг графитных включений.

Нижние пределы содержания сурьмы

0,15 мас.7. и бора 0,2 мас.7 характеризуют существенное повышение твердости мартенсита(после термообработки)

Г за счет изменения его дислерсности и легирования. Содержание сурьмы

0,25 мас.7 при затвердевании способствует образованию ледебурита, что значительно ухудшает обрабатываемость материала. Увеличение содержания бора свыше 0,35 мас.7. не дает значительного повышения твердости закаленного слоя и экономически нецелесообразно. Поло- жительное влияние на повышение твердости закаленного слоя оказывает молибден, входящий в твердые растворы структурных составляющих и образующий мелкодисперсные карбиды.

Для получения чугуна выплавлены три состава сплавов, содержащих каждый ингредиенты на нижнем, среднем и верхнем уровнях. Содержание железа. при этом составляет дополнительно до 1007 в каждом сплаве. Для сравнительных испытаний используют известный чугун со средним содержанием легирующих элементов.

Химический состав чугунов представлен в таблице.

Чугуны готовят в тигельной индукционной печи емкостью 40 кг с кислой футеровкой. Ниэкомарганцовистые чугуны получают на основе высокоуглеродистых металлизованных окатышей.. В расплав добавляют электродный бой, ферросплавы кремния (0,75 7. Si), марганца (457 Мп), хрома (757 Сг), молибдена (607 Мо), бора (157 В), сернистое железо и кристаллическую сурьму. Образцы заливают в песчаные формы.

Заготовки подвергают механической обработке для снятия литейной короч3 1117332 ки, нагревают ТВЧ до 850-880 С и проводят закалку в воде. Затем заготовки отжигают. для снятия Внутренних 0 напряжений в течение 1,5 ч при 250 С.

Твердость образцов замеряют в литом состоянии и после термической обработки. Результаты замера твердости представлены в таблице.

Сплав

j J j ) cr

3,3 2,4

Известный

0,02

0,10

0,10 0,18

Предлагаемый

3,0

1,6 0,005 О

0,15

0,5

3,2

2,0 0,002 О, 16 0,21 0,9

3,4

2,5

0,04 0,2 0,25 1,4

2 9 1 5 О 0014 О 09 О 14 О 45

35 2 6 00141 О 21 026 1 45

Продолкение таблицы

Твердость

Сплав

Мо

Fe в литом состоянии, HB после термообработки, HP

Известный 0,2

О, 15 Остальное

235

Предлагаемый

0,4

0,2

231

0,28

0.,75

245

I

0,35

1,2

287

0,35 О, 18

223

280

1,25 0,38

Структура предлагаемого сплава в литом состоянии перлитная (количество феррита на более 2X) с включениями смешанных карбидов, в закаленном состоянии состоит иэ мартенсита в стадии распада.

Чугун предлагаемого состава обеспечивает высокую поверхностную твердость и износостойкость закаленного слоя, при этом материал обладает оптимальной твердостью в литом состоянии, что позволяет проводить механическую обработку без изменения технологического процесса.

Зкономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна составит 190 тыс. руб. в год.