Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (п)939582

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ . СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61 ) Допол н и тел ьное к а вт. с вид-ву (22) Заявлено 09.01.81 (21) 3233589/22 — 02 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

С 22 С 37/00

3ЬеударствсккыП квинтет

СССР пв делам иза4ретеких и открытий

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК 669.13— — 018.2 (088.8) (72) Авторы изобретения

Е. И. Шитов, С. H. Леках и A. Г. Слу

Белорусский ордена Трудового Красного политехнический институт (7!) Заявитель (54) ЧУГУН .

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа и может быть использовано для по. лучения отливок, обладающих высокой прочностью и износостойкостью.

Широко известны чугуны, содержащие утлерод, кремний, марганец, серу, фосфор, сурьму и железо в качестве основы.

Наиболее близким по составу является чугун (1), содержащий ингредиенты в следующем соотношении, вес.%:

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

Известный чутун имеет недостаточно высокую прочность, а также недостаточно высокую твердость, что оказывает существенное влияние на износостойкость.

Цель изобретения — повышение предела прочности при изгибе, твердости и иэносостойкости чугуна.

Указанная цель достигается тем, что в чугун, содержащий утлерод, кремний, марганец, сурьму, серу и железо, дополнительно введен ванадий при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Углерод 3,0 — 3,4

Кремний 1,6-2,2

Марганец 0 005 — 0,04

Сурьма 0,15 — 0 25

Сера 0,1 0,2

Ванадий 0,15-0,45

Железо Остальное

В качестве примесей чутун содержит, вес.%:

Хром до 0,01

Никель до 0,02

Фосфор до 0,01

Введениб в состав чутуна ванадия приводит к повышению дисперсности перлита, измель чению первичных дендритов аустенита и тем самым повышает предел прочности при изгибе и твердость. Наличие тг структуре высокоднсперсного перлита способствует снижению склон ности к вьйсратпиванию на поверхности пары

3 93958 трения. Снижение абразивного взаимодействия пары трения позволяет значительно повысить долговечность деталей, работающих в условиях трения скольжения.

Нижний предел концентрации ванадия (0,15%) в чугуне связан с получением удовлетворительных механических свойств и износостойкости сплавов, а верхний предел (0,45%) выбран исходя из того, что при наличии в составе предложенного чутуна ванадия более 1О

0,45%, наблюдается снижение предела прочности при изгибе и повышается склонность чугуна к отбелу в массивных сечениях отливки (толщиной более 30 мм). Оптимальный состав сплава содержит, %. утлерод 3,2, кремний 1,9, марганец 15 0,02, сера 0,15, сурьма. Ц2, ванадий 0,3.

В известном чугуне полная перлитизация

, достигается при концентрации сурьмы 0,15—, ;4,25% в отливках с толщиной стенки 5 —, };10 мм. Однако в массивных отливках (толщи.:. ной выше 30 мм) при содержании компонентов на нижнем и верхнем пределах появляется ,, до 5% феррита.

В предложенном чугуне полная перлитизация в отливках (толщиной выше 30 мм) достигаетСостав, %

Износ войства

""1

Сплав еделы

С Si Mn S ЗЬ Н „HB г/1000 м

3,0 1,6 0,005 0,1 0,15

0,005

420 229

224

360 230

450 238

470 235

Известный Нижний

Средний

3,2 1,9 0,02 0 15 0,2

0,045

Верхний

0,03

3,4 2,2 0,04 0,2 0,25

0,1 0,15 0,15

015 02 035

0,003

0,026

3,0 1,6 0,005

Предлагае- Нижний

Средний 3,2 1,9 0,02 мый

480 241 . 0,021

3,4 2,2 0,04 0,2 0,25 0,45

Верхний прочности и иэносостойкости, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении ингредиентов, вес,%:

45 Углерод 3,0-3,4

Кремний 1,6 — 2,2

Марганец 0,005 — 0,04

Сурьма 0,15 — 0,25

Сера 0,1 — 0,2

50 Ванадий 0,15 — 0 45

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР (заявка

55 У 2731081/22. —;01) кл. С 22 С 37/00, 1980.

ВНИИПИ Заказ 4604/42 Тираж 660 Подписное

Филиал ППП "Пагенг, г Ужгород, ул. Проекгная, 4

Испытания на износ проводят в условиях трения скольжения при удельной нагрузке

12 кг/см и скорости скольжения 1,2 м/с в г, отнесенных к 1000 м пробега.

Как видно иэ таблицы, износостойкость предлагаемого чугуна на 70% выше известного.

Применение предлагаем "го чугуна для отливок тормозных барабанов позволит получить экономический эффект на 60000 шт. барабанов, экономический эффект 90000 руб.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, мар-, ганец, сурьму, серу и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения

2 1 ся при концентрации ванадия 0,15 — 0,45%. При этом повышается до 480 МПа предел прочности при изгибе и до 241 НВ твердость. Изностостойь кость предлагаемого состава во всех исследован-ных интервалах выше, чем у известного, что связано с высокой дисперсностью и термостойкостью перлита металлической матрицы, мелкопластинчатыми включениями графита, равномерно распределенными в структуре.

Пример. Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой.

В качестве шихты для получения сплава используют ванадийсодержащие металлизованные окатыши, электродный бой, ферросилиций, серу, ферромарганец, феррованадий, сурьму. Сурьма и недостающее количество ванадия вводится в печь перед разливкой. Образцы заливают в сухие песчаные формы. Испытания на износ проводят в условиях сухого трения скольжения при удельной нагрузке 12 кг/см и скорости скольжения 1,2 м/с. Износостойкость оценивают в г, отнесенных к 1 км пробега.

Полученные сравнительные данные приведены в таблице.