Износостойкий чугун
Патент 722349
Авторы
- АМОСОВ В.Н.
- ВОЛГИН В.А.
- ЖЕГАЛОВ В.В.
- ЛЕВИТАН М.М.
- МАРТЕМЬЯНОВ И.В.
- ПИЧУГИН В.Б.
- РЯБОВ М.М.
- ЧЕРНЯЙКИН В.А.
Классы МПК
Износостойкий чугун
Иллюстрации
Реферат
О П И G А Н И Е «>722349
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Сециалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.10.78 (21) 2668769/22-02 (51)М.Кд. С22 С37/10 с присоединением завки— (23) Приоритет—
Грсударствеиимй ттевтитпт сес
КЕ делам изобретений и открытий (43) Олублнковано30.12.81. Бюллетень №48 (53) УДК 669.13-196 (088.8) (45) Дата опубликования описания 30.12.81 (72) Авторы изобретения М. М. Левитан, В. Н. Амосов, М. М. Рябов, В. Б. Пичугин, В. А. Волгин, В. В. Жегалов, И. В. Мартемьянов и В. А. Черняйкин (71) Заявитель Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт НАМИ (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН
Изобретение относится к области металлургии сплавов, в частности, к получению износостойких чугунов, применяемых для изготовления деталей, работающих в узлах трения, в частности для гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания.
Известен чугун для гильз цилиндров следующего химического состава, вес. %:
Углерод 3,0 — 4,0
Кремний 3,0 — 5,0
Марганец 0,3 — 0,6
Хром 2,0 — 3,0
Медь 0,3 — 1,0
Фосфор 0,1 — 0,3
Никель 0,2 — 0,6
Сумма редкоземельных металлов 0,005 —,0,10
Железо Остальное (1)
Этот сплав обладает удовлетворитель- 20 ными свойствами:
Пред ел прочности, кгс/MiM 40 — 45
Стрела «про«пи ба, f300 мм 2,8 — 3,0
Твердость НВ 220 †2
Износостойкость и обрабатываемость соответственно 1,9 — 2,2 и 1,5«1,7 (за 1 приняты износостойкость и обрабатываемость серого чугуна перлитного класса).
Этот чугун наряду с преимуществами— высокая износостойкость — обладает и рядом недостатков — наличие карбидов до
14% затрудняет обработку чугуна резанием и повышает склонность чугуна к объемной усадке, что приводит к усложнению технологии литейной формы, повышенному расходу жидкого металла, а также требует высокого перегрева (на 50 — 80 С) расплава чугуна для достижения удовлетворительной жидкотекучести. Кроме того, прп работе двигателя с гильзами из указанного чугуна имеет место также повышенный износ поршневых колец.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому чугуну является чугун следующего состава, вес. %:
Углерод 3 — 4
Кремний 1,5 — 2,5
Марганец 0,6 — 2,8
Хром 0,2 — 0,8
Никель 0,2 — 1,5
Ванадий 0,2 — 0,6
Бор 0,005 — 0,03
Фосфор 0,3 — 1,0 железо Остальное (2)
Износостойкость такого чугуна и трудоемкость при механической обработке со722349
1 хнпинийэ хин
-чьэ иэоньо я кэинееэс1 чыои
- «« н9н"90 ! хоп, -ннппэ х)чнчиа.с
-изопью 8 чl30ì
-иоыозонеи о а> 9и"аи х -ной
v о
1 ! (о
С » о о
О
Ю сСс ОЭ о о о Я о
СЧ с
cD 1 о с"
СО 1 с о о о дэвида х
Ю (»
v ьх о, х х
Cl (» о о о. „. оос е9илодн ю сэЖэ,хи/эл ен изгон тгэп э йп
ЯН ч эоМаня.
РЭ
> о
1О о
Ю о
cD с»
СЧ о х Ъ
П х
2 х л
Е» е
СЧ
ccrc о
1О
=Ч
Щ о
СЧ С О (ГЗ иэ сч о
С 3 СЭ
CO CO
Dc с
Ч Щ 1 LQ о
СЧ
СЧ
СЧ
СЧ СЧ CO о м о о о о о
cQ LQ
; С с о о о
° со о о о о о о о" î о о
С 3 CC
O cD о о = с
СО СО О СО ОО о о о
cD ccc 1сз Ф
СЧ С4 СЧ (cD О СЧ
ГЭ Ccc CO CQ
722349
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Ванадий
Бор
Фосфор
Титан
Медь железо
3,0 — 3,8
1,6 — 3,0
0,4 — 1,0
0,45 — 1,35
0,03 — 0,18
0,005 — 0,1
0,1 — 0,5
0,02 — 0,3
0,3 в 1,0
Остальное
Формула изобретения
3 — 3,8
1,6 — 3
0,4 — 1
0,45 — 1,35
0,03 — 0,18
0,005 — 0,1
0,1 — 0,5
0,02 — 0,3
03 — 1
Остальное
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Ванадий
Бор
Фосфор
Титан
Медь железо
40
Составитель Г. Дуднк
Техред Л. Куклина
Корректор И. Осиновская
Редактор П. Горькова
Заказ 1632/1203 Изд. No 603 Тираж 694 Подписное
НПО «Поискь Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент» ставляет в относительных единицах соответственно 1,28 — 1,42 и 1,2 — 1,4. Однако износостойкость такого чугуна невысока, а сам чугун недостаточно технологичен, склонен к усадке, что приводит к образованию в отливках рассредоточенной усадочной пористости.
Целью изобретения является повышение износостойкости при сохранении обрабатываемости на высоком уровне.
Для достижения указанной цели в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, бор, фосфор и железо, дополнительно введены титан и медь .при следующем соотношении компонентов. вес. %".
iB качестве примесей чугун может содержать серу до 0,1 вес., никель до 0,8 вес. .
Микроструктура предложенного чугуна состоит из пластинчатого равномернораспределенного графита, тонкопластинчатого и сорбитообразного;перлита и тройной фосфидной эвтектики, легированной бором. Количество фосфидной эвтектики 3 — 8%, Характеристики чугуна следующие: твердость
НВ 220 — 230, о„, 46 — 54 кгс/мм, f3QO 3,5—
4,7 мм. Износостойкость и трудоемкость при механической обработке чугуна (в от. носительных единицах — за 1 приняты ха,рактеристики серого чугуна перлитного класса), соответственно 1,7 — 2,1 и 1,2 — 1,4.
Легирование чугуна титаном и медью улучшает форму графита, его включения несколько укорачиваются и утолщаются, что позволяет улучшить анти фри кционные свойства чугуна. Предложенное соотношение содержания в чугуне бора, ванадия в сочетании с хромом благоприятно сказывается на структуре и твердости фосфидной эвтектики (твердость фосфидной эвтектики повышается с HV 680 до HV 800 — 870), способствует измельчению фосфидной эвтектики, более равномерному распределению ее в металлической основе чугуна. Перечисленные особенности структуры чугуна определяют высокие его служебные характеристики, технологичность сплава. Все это обеспечивает повышенную надежность и долговечность гильз цилиндров без повышения износа поршневых колец.
В таблице приводятся примеры изготов. ления отливок из предлагаемого чугуна, их структура и свойства. Плавка чугуна проводилась в индукционной печи с кислой футеровкой, диаметр отливок 30 мм.
Износостойкий чугун, содержащий уг25 лерод, кремний, марганец, хром, ванадий, бор, фосфор и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостой. кости при сохранении обрабатываемости на высоком уровне, он дополнительно со30 держит титан и медь при следующем соотношении компонентов, вес. о/о:
Источники информации, принятые во
45 внимание при экспертизе:
1. Авторское свидетельство СССР
Ха 559993, кл. С 22 С 37/00, 1975.
2. Авторское свидетельство СССР
Ма 549497, кл. С 22 С 37/10, 1975.