Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЧУГУН, содержащий углерод, креьший, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и стабилизации йоказателёй коэффициента трения при нагреве до 400 С, он дополнительно содержит нитриды церия, бориды иттрия и карбонитриды титана при следующем соотношении компонентов , мае,% J Углерод 2,8-3,6 Кремний 3,5-4,8 Марганец 5,1-8,4 Хром2,7-4,5 Нитриды церия 0,03-0,06 Бориды иттрия 0,02-0,07 Карбонитриды 0,3-0,8 титана Остальное Железо

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(sg) С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

/ l

Н ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,3-0,8

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ (21) 3711505/22-02 .(22) 19. 03.84 (46) 23.05.85. Бюл. У 19 (72) М.И.Карпенко, Е.В.Янин, С.М.Бадюкова и П.Г.Онищенко (71) Произвьдственное объединение

"Гомсельмаш" (53) 669. 15-196(088.8) (56) 1. Чугун. ГОСТ 23-210-80.

2. Авторское свидетельство СССР

9 945218, кп. С 22 С 37/06, 1981. (54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью повьапения износостойкости и

„„80„„115?118 А стабилизацни показателей коэффициента о трения при нагреве до 400 С, он дополнительно содержит ннтриды церия, бориды иттрия и карбонитриды титана при следующем соотношении компонентов, мас,X!

Углерод 2,8-3 6

Кремний 3,5-4, 8

Марганец 5,1-8,4

Хром 2,7-4,5

Нитриды церия 0,03-0,08

Бориды иттрия 0,02-0,07

Карбонитриды титана

Железо

1 11571

Изобретение относится к металлум „ гни, в частности к изысканию чугуна для иэносостойких отливок, применяемых для деталей работающих в условиях ударно-абразивного и фрикционного износа при температурах до 400 С.

Отливки из белых износостойких чугунов ИЧХ28Н2М2 и ИЧХ4Г7Д (РТМ

28-61) обладают низкой динамической прочностью и эксплуатационной стой- 10 костью в условиях ударно-абразивного износа при повышенных температурах.

Иэвестны чугуны для мелющих цилиндров шаровых мельниц (1) .

Однако эти чугуны имеют низкие значения удароустойчивости и Фрикционной теплостойкости при повышении температуры до 400 С, Динамическая прочность чугунов не превышает

0,3 МДж/м . 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является чугун $2) со-. держащий, мас. X:

Углерод 2,8-3,6

Кремний 3,8-5,2

Марганец 5,0-9,0

Хром 2,7-4,3

Титан 0,2-0,8

Железо Остальное 30

Недостатком известного чугуна является высокий износ при Фрикционном трении с нагревом поверхностей трения до 400 С. Относительная износостойкость при трении по абразивному кругу при использовании в качестве эталона стали 5 составляет 7,3-7 5.

Модуль упругости 159-175 ° 10 МПа и твердость 30.-34 НРС. Отмечается низкая стабильность коэффициента трения 40 нри повышении температуры.

Цель изобретения - повышение изно,состойкости и стабилизации показателей коэффициента трения при нагреве до 400 С, 45

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит нитриды церия и бориды иттрия и карбонитриды тита- 50 на при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод 2,8-3,6

Кремний 3,5-4,6

Марганец 5,1-8,4

Хром 2,7-4,5

Нитриды церия 0,03-0,08

Бориды иттрия 0,02-0, 07

18 2

-Карбонитриды титана 0,3-0,8

Железо Остальное

Карбонитриды титана в количестве

0,3-0,8 мас.7. стабилизируют структуру, механические свойства и коэффициент трения при повышении температуры до 400 С, При содержании карбонитридов титана 0,3 мас.X наблюдается снижение износа и повышение стабильности коэффициента трения при фрикцион-: ном нагреве до 400ОС и этот эффект усиливается вплоть до содержания карбонитридов титана 0,8 мас.X. При дальнейшем их увеличении снижается динамическая прочность чугуна в отливках.

Нитриды церия и бориды иттрия, яв. ляясь модификаторами 1 рода, служат центрами кристаллизации в расплаве и измельчают структуру. Их концентрация принята от содержания, при котором начинает сказываться их влияние, до количества (0,08 и 0,07мас.Ж) нри которых начинает проявляться их отбеливающее влияние. При этом снижается трещиностойкость при литье в кокиль, Пример . Опытные плавки чугунов проведены в открытых индукционных печах с использованием литейных передельных и рафинированных чугунов, феррохрома, возврата собствен. ного производства, силикомарганца и других ферросплавов. Перегрев расплавов в печи - 1500-1530 С. За 310 мин до разливки чугуны модифицируют боридами иттрия и нитридами церия и микролегируют карбонитридами титана, вводя их в подогретый ковш перед выпуском расплава. Усвоение карбонитридов титана при введении их в виде порошков.88,5-96,8 Х, а боридов иттрия и нитридов церия соответственно 77,4-86 X и 72,2-79 X.

Разливку чугунов производят в сухие жидкостекольиые Формы при 1380.—

1400 С.

В. табл,1 приведены химические составы чугунов опытных плавок, в табл. 2 - механические и эксплуатационные свойства чугунов.

Определение коэффициента трения производили в соответствии с требо" 1 ваниями ГОСТ 23.210-80, а износ при фрикциоином трении с нагревом о поверхностей до 400 С определяли иа установке УИТ-1.

Таблица1

Химический состав, мас.Х

Состав

Бориды иттрия

Содержанке других элементов

Нитридь церия

Карбонктркды титана ем- Мар и нец

Осталь» 0,5 титана ное

Предложенный

36 35 51 27 03 . 003 002

2 31 43 65 33 06 004 и /

0,06

3 2э8 4э8 8э4 4э5 Оэ8, Ое08 Oэ07

0,02 0 02

0,3 t

0,5

36 35 51 27, О, 06 0,05

30 42 67 33

0,07 0,07

0,01

0,01

0, 09 0,08 з 1157

Как видно из табл.2, предложенньФ чугун обеспечивает литым изделиям более высокую износостойкость и стабильный коэффициент трения при фрнко ционном разогреве до 400 С, чем известный. Использование предлагаемого чугуна для деталей узлов трения позволяет повысить их надежность и долговечность.

При содержании компонентов в ко- 10 личествах, очличных от предлагаемого состава, наблюдается снижение механических свойств и стабильность коэффициента трения при увеличении температуры поверхности трения до 400 С. 15

Более высокая износостойкость при сухом трении, отсутствие фазовых превращений в литых изделиях в обИзвестный 3,4 4,5 6,5 3,3 б 2,8 4,8 8,4 4,4 0,7

7 3 б 3,8 5, 1 2,2 0,2

8 2,8 4,6 8,4 4 ° 5 0 ° 9

118 4 ласти рабочих температур и стабильный коэффициент трения позволяет рекомендовать предложенный чугун для литых деталей, работающих в условиях ударно-импульсного воздействия и сухого трения с повьппенными температурами, Повьппается трещииостойкость при литье в кокиль, Внедрение предложенного чугуна дает экономический эффект за счет повышения эксплуатационной стойкости быстроизнашиваемьм деталей на

36-65 Х и надежности узлов сухого трения, работающих в условиях удар" но-импульсного, воздействия и повышенных температур. На 1 т годных кзносостойких заготовок экономия составит 24,2-78 руб.

6 (Таблица 2

1157118

Ф

Показатели

Свойства чугунов в отливках

Предложенный

Извест—

Предел прочности при растяжении, NIà 286 330 366 376 324 358 372 302 340

Динамическая прочнос ть, МДж/м

Составитель Н,Шепитько

Редактор Г,Волкова Текред З.Палий Корректор С, Черни

° °

Заказ 3288/26 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5 фнлиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

Чувствительность к горячим трещинам при литье в кокиль, Х

Стабильность коэффициента трения при повышении температуры до 400 С,X о

Износ при фрикционном трении с нагревом до температуры 400С, . мг/гс

Износ при трении скольжением при удельном давлении 10 МПа, мг /км

Эксплуатационная стойкость при фрикционном, тре" нии, ч

1 2 3 4 5 6 7 8

035 061 072 082058 069 076 041054

100 82 63 68 85,65 66 92 69

84 93 96 98 90 94 96 86. 96

120 96 84 76 98 86 80 104 90

72 54 32 27 58 36 29 66 53

160 228 282 296 218 264 288 175 238