Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистичесиик

Республик 1 910827 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 11. 09. 80 (21) 2985661/22-02 с присоединением заявки,% (23) Приоритет (SI)M. Кл.

С 22 С 37/00

1еоударстекнный комитет

СССР но денем изооретений и открытий (53) УДК 669;15-196 (088. 8) Опубликовано 07. 03. 82. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 09.03.82 (72) Авторы изобретения

С.А. Федорова и A.Ï. Юшкевич (7l) Заявитель

Институт черной металлургии (54) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к чугунам с повышен ной абразивостойкостью и удароустойчи вост ью °

Известен чу ry í 11 ) следующего химического состава, вес.l:

Углерод 3-. 3, 8

Кремний 1,5-3

Марганец 0,3 1,4

Молибден 0,1-0,26

Ма гний 0,04-0, 1

Железо Остальное

Чугун пригоден для и зготовления зубчатых колес и обладает высокими усталостной и контактной прочностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результатук предлагаемому является чугун (2) следующего химического состава, вес.Ф:

Углерод 2,6-3,0

Кремний 2 7 3,2

Марганец 3, 0-4,5

Магний 0,04-0,06

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содержит серу в количестве 0,01-0,02 вес. и фосфор 0,001-0,01 вес.3. Структура этого чугуна состоит из перлито-мартенситной металлической матрицы и графитных включений, механические характеристики: предел прочности (bye, кг/мм 44,5-58,2; стрела прогиба (1 „ 0,3-0,5; твердость (НВ) 290 ед; ударная вязкость (а, кгм/см ) 0,1260,255.

Недостатком этого чугуна является то, что он обладает низкой вязкостью, а также удароустойчивостью .в связи с тем, что имеет перлито"мартенситную металлическую Матрицу и, как видно из приведенных механических характеристик, низкие значения удлинения и твердости.

Цель .изобретения - повышение удар" ной вязкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, креиний, марганец, магний и железо, дополКак видно из таблицы, предлагаемый чугун обладает одновременно повышенной абразивостойкостью и удароустойчи вост ью.

Технология выплавки предлагаемого чугуна не меняется по сравнению с используемой для известного.

3 91082 нительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Углерод,2,9-2,8

Кремний 2,6-2,9

Марганец 1,7-2,0

Магний О, 04-0, 06

Никель 2,0-2,4

)Нелезо Остальное

В качестве примесей чугун со- 10 держит, вес.4:

Сера 0,005-0,02

Фосфор 0,005-0,02

При введении в чугун никеля, наряду с абразивостойкостью, повышает- 15 ся удароустойчивость чугуна в связи с тем, что чугун приобретает структуру металлической матрицы, состоящей из аустенита, отпущенного мартенсита и бейнита. Низкий отпуск мартенсита щ происходит самопроизвольно в процессе охлаждения чугунных деталей в формах. Механические характеристики предкг лагаемого чугуна: Ь ц „= 68- 75 — <, Ф = 2,2-3,2 мм; аН = 2,2-3,7 кгм/см

Нкс = 44-46.

Пределы по содержанию отдельных компонентов в чугуне объясняются следующим образом. Углерод в количестве менее 2,53 не обеспечивает гарантиро36 ванно получение серого чугуна. Чугун, содержащий ниже 2,53 углерода, кристаллизуется с отбелом. При содержании углерода выше 2,8l чугун кристаллизуется серым, но наблюдается огруб- 55 ление графитных включений. При содержании углерода в пределах 2,9;2,83 чугун кристаллизуется серым беэ отбела и имеет графитные включения среднего размера.

Кремний при содержании в чугуне менее 2,6 и данном содержании марганца не подавляет полностью выделения эвтектического цементита. При содержании кремния более 2,9r, чугун. кристаллизуется полностью серым, но увеличивается доля графитной эвтектики, что приводит к увеличению количества графита и снижению абразивостойкости и удароустойчивости чугуна. При содер.50 жании кремния в пределах 2,6-2,93 чугун .кристаллизуется беэ отбела и доля графитной эвтектики обеспечивает хорошее сочетание абразивостойкости и, удароустойчивости, 55

Марганец при концентрации ниже

1,73 в чугуне и содержании других компонентов в указанных пределах спо7 4 собствует образованию перлитной структуры металлической матрицы,. что снижает абразивостойкость чугуна. При содержании выше 2,04 образуется большое количество мартенсита и некоторое количество перлита, что приводит к понижению удароустойчивости. В пределах 1,7-2,03 марганец способствует получению, наряду с перлитом, определенной доли мартенсита, чем обеспечивается достижение твердости, необ- ходимой для высокой абразивостойкости чугуна.

Никель при содержании ниже 2,0"", не подавляет полностью перлитное превращение. Чугун с указанным соотноением компонентов - углерода, кремия, марганца, содержащий менее 2,0/, Ni, имеет перлито-мартенсито-аустенитную структуру матрицы и, вследствие этого, недостаточно высокую удароустойчивость. Никель при содержании выше 2,43 способствует образованию s микроструктуре чугуна большого количества аустенита, что понижает абразивостойкость чугуна. Никель в пределах 2,0-2,4i при содержании остальных компонентЬв в пределах предлагаемого состава способствует достижению наилучшей мартенсито-бейнитоаустенитной .структуры металлической матрицы, обеспечивающей одновременно высокую абразивостойкость и удароустойчивость чугуна.

Фосфор допускается в пределах до

0,021, чтобы не выделялась фосфидная эвтектика.

Сера допускается в пределах до

0,013, чтобы не выделялись сульфиды.

Пример. В 60 кг индукционной печи выплавляют чугуны предлагаемого состава и разливают в горячие земляные формы диаметром 30 и 60 мм и в холодные земляные формы диаметром

60 мм. Иикроструктура чугунов состоит из среднедисперсного графита и бейнито"мартенсито"аустенитной матрицы.

Механические свойства приведены в таблице.

910827

1 а

C а

+ II!

1- 1ф + S

III 1- Х аХ III с 11

l ! .!! 1 а

О

I- м ! а

I- 1 о

S

l- I о о а а м

6 S

1Y

Ф IO

a Y

Щ х

IL

IQ х

IСР а

Ы о

СЧ

СЧ.

М

CI

Ln

СЧ о О !

Ю

LA —.з. о .О

- 1

Ln O

Ln сч

СЧ л о D

СЧ (Ч

Ю

СЧ

СГ1

СЧ

О0 л

СЧ

СЧ

СЧ м ln о .о о м

СЧ м

Ln -з

-Ф CO

М1 о л! л

Cl о л

Сл о

СЧ о

00 О

О

Ю о

1 ..зC) о

1 1

СГ\ о

О !D л о о

1 о о о. л л о о! 1

Ln о о

СЧ о

С!

1 о о о

° л о ь

In о ° о с!

° л ь ь

00 о л ь

СЧ

C) л ь о л

СЧ

1 оа

° л м о

СЧ .

1

I !

/Ъ

I СЧ

° A

СЧ М

Ln ! л

СЧ

СО

СЧ

01 л

СЧ О

СЧ!.Г\ л

СЧ

К) 00

° °

СЧ t4

1

1 о

CO л

СЧ

О л

СЧ

1 !

1

Х

:>

>

1 ! о *

Ф .III Л

Ф X

1 1

cX III >S

Э L 3 аtlt X ссе

1

1 (, 1 !

1 !

l !

1 !

1 !

I

1 !

1

1 °

1

1

S

S

1о

Е а (U

1М

IlI а

Ф х

Ю

Х о

Ф г

Z

lg х

Ф

Л::

re

Ф о

1r

Ф

Ф с (> х

Y о (D

У

X

S х

Э

Z

II!

С1

Ф Е о ! >

1 1

I о 1

1 1 ! ОС !

 — — л ! с4 1

X 1

U !

L, Ф

О

0

L 1

0 ° I С/4 X

Т X

& ! Х

1 ъ

1 Ч0 1- 1 х

1!

1 !

1 !

1 I

l 0)

1 Л 1

1 1

I I

1 1

I 1 ! 1

1 1

I 1

1 0 I

1 I

I 1

I 1

1 1

1 1

1 t

l C/I I

I l

1- — —

I 1

I 1

1 I

1 l

I 1

1 .I

I 1

1 1 с 1 ! E I

1 1 л-

I1 S а

Я !!! Э !

О I+ + >)

tg

IД S +

Ф Х

a IL!

Ln м m л ° . л

СЧ СЧ СЧ 1

910827

8 °

Формула изобретения

Составитель Г. Дудик

Ревактор Т. Веселова Техред C.Èèãóíîâà .

Корректор Г. Решетник

Подписное

Заказ 1049/6 Тираж 657

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва Ж-Я„ Раушская наб,д д. 4/g билнап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний и железо, о тл и ч в ю шийся тем, что, с це лью повышения- ударной вязкости, он дополнительно содержит никель. при следующем соотношении компонентов, вес.3:

Углерод 2,5-2,8

Кремний 2,6-2,9

Марганец 1,720

Магний 0,04-0,06

Никель 2,0-2,4

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Финляндии N 49732, кл. С 22 С 37/04, 1975

2. Авторское свидетельство СССР и 492585, кл. С 22 С 37/00, !976.