Чугун

 

Изобретение относится к чугунам и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания. Цель изобретения - повышение абразивной износостойкости в литом состоянии. Чугун содержит, мас.%: С 2,8-3,4; Si 2,2-3,1; МП 2,4-3,5; Сг 5,2-8,1; Ti 0,02-0,30; Са 0,002-0,02; Fe - остальное . Относительная износостойкость чугуна при трении по корунду при скорости 5 м/мин и нагрузке 7 МПа в сравнении с отожженной сталью 45 равна 2,80-3,46. 1 табл. г (О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) А1 (51)4 С 22 С 37 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3815388/22-02 (22) 20.!1.86 (46) 15.02.87. Бюл. 1Ф 6 (71) Брянский технологический институт (72) Г.И. Сильман, Л.Г. Серпик и Ю.В. Жаворонков (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

И 829710, кл. С 22 С 37/10, 1981.

Авторское свидетельство СССР

11 876763, кл. С 22 С 37/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

В 1068531, кл. С 22 С 37/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 434127, кл. С 22 С 37/06, 1972. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к чугунам и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания. Цель изобретения — повышение абразивной иэносостойкости в литом состоянии.

Чугун содержит, мас.Ж: С 2,8 — 3,4;

Si 2,2-3,1; Мп 2,4-3,5; Cr 5,2-8,1;

Ti 0,02-0,30; Са 0,002-0,02; Fe — остальное. Относительная износостойкость чугуна при трении по корунду при скорости 5 м/мин и нагрузке 7 ХПа в сравнении с отожженной сталью 45 равна 2,80-3,46. 1 табл.

1 128

Изобретение относится к металлур-, гии, в частности к износостойким чугунам, используемым для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа.

Цель изобретения — повышение абразивной износостойкости в литом состоянии, Изобретение иллюстрируется примерами, результаты выполнения которых приведены в таблице.

Плавку чугунов проводили в индукционной печи. Составы выплавленных чугунов приведены в таблице. В перегретый чугун принудительно вводили силикокальций. Микролегирование чугуна титаном осуществляли вводом добавок ферротитана на дно разливочного ковша перед его заполнением жидким чугуном.

Из чугунов отливали в сухих песчано-глинистых ф.рмах образцы с толщиной стенки 8 ми, на которых определяли твердость и износостойкость.

Испытания на износ проводили трением по абразивной ленте (из корундовой шкурки) при скорости движения последней 5 м/мин и удельной нагрузке 7 МПа.

Износ определяли по потере массы в процессе изнашивания. Относительную износостойкость эценивали коэффициентом

K и 11 где U и U — значения износа эталона и испытуемого материала соответственно.

В качестве эталона использовали образцы нз стали 45 (HB 192-207).

Содержание хрома, углерода, кремния и марганца должно соответствовать следующим зависимостям (4,0-0,5Si) С вЂ” 3,0 < Cr (4,00,2Si) С-З,О 3,5 Мп + 0,2Cr

« 5,0.

Оптимальное содержание хрома обеспечивает формирование структуры белого чугуна с эвтектикой на основе карбидов Ke>Cs (типа Сг Са). Эти карбиды по сравнению с цементитом отличаются повышенной твердостью и износостойкостью, а их расположение в эвтектике обеспечивает композиционное упрочнение сплава.

Слишком высокое содержание хрома, выходящее эа пределы формулы изобретения и зависимости (2), приводит к формированию в структуре чугуна участков 0 -феррита, снижающих твердость

9904 и вызывающих повышенную неравномерность структуры и свойств по объему отливки. Содержание кремния, превышающее верхний предел (3,1 ), вызывает перлитный распад аустенита, что приводит к резкому снижению твердости и износостойкости чугуна.

Для получения максимально высоких значений твердости и износостойкости

10 чугуна содержание марганца должно соответствовать указанной зависимости, что обеспечивает образование в структуре литого чугуна металлической матрицы в виде мартенсита, бейнита и неустойчивого аустенита.

Верхний предел по содержанию титана ограничен 0,3, так как получение большего количества остаточного титана не является рациональным, поскольку не приводит к повышению механических свойств чугуна. Кальций в отличие от известных технических решений, в которых его влияние на из25 носостойкость заключается в образовании дисперсных включений, в предлагаемом чугуне обеспечивает повышение абразивной износостойкости в результате воздействия на количество, распределение и морфологию хрома.

Введение кальция в качестве, меньшем 0,002, не влияет на износостойкость чугуна, а при его добавке более 0,02 он образует неметаллические включения, ухудшающие свойства чу35 гуна.

Сравнение свойств чугунов показывает, что предлагаемый чугун обеспечивает большую износостойкость в условиях абразивного изнашивания, что позволяет повысить срок службы изготовленных иэ него деталей.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения абразивной износостойкости в литом состоянии, он дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 2,8-3,4

Кремний 2,2-3,1

Марганец 2,4-3,5

Хром 5,2-8,1

Титан 0,02-0,30

Кальций 0,002-0,020

Железо Остальное при этом (4,0-0,5Si)C — 3,0 < Сг(4,00,2Si)C-3,0 3,63 « Мп + 0,2 Cr 4,9.

1289904 — г —

00 00 О сГ1 ссЪ

СП СЪ -" а сСЪ ССЪ ССЪ о О О

I 1

Ch 00

СЪ ссЪ

Ch !

СЪ

С Ъ о О О О !

00 00 Ф

ССЪ Л а

С3 О о л л сЪ Ъ О м л

1 .О М 1О

«h iО Ch л л м м о о

О 0О

° л

«3Ъ 3

»» о л

- 00

СЧ !,О л

О 00 О л л

00 00

iСЪ 3 O

СЪ 0О «3 л л л О 1О л л л ш

» о (7 б л сЪ о м 3 л л О, О

Щ

00 СЧ л л

Ю . сСЪ

00 а СЧ о л л л

1 б сГЪ сч л ь

1 l

I 1

I 3

Ю л о О 00 о о о л л о о сч о о о о о о о — о сч о о о л л л

D O O о

D л о

I 1

1 1 I о а м ю» л л

О О м

О л

° 0 о л л о о

О л

СЧ л о

СЧ СЧ

О с3 л л л о о о о

С Ъ л л

0 О

О О л. л

0О О о м сч л ° О сСЪ о о

0О л л

00 о а о сч м л л л

Л О сч о о

«3Ъ Г л л л

СЧ .Сч М ь

»

° !

C) C×

СЧ л л

С Ъ СЧ

»Ф О л

СЧ сч о

00 л м сч о о

С 4 М л

Сч СЧ

00 ь л м о м

СЧ Л л л

СЧ СЧ о сч

СЗЪ Л л л ° \

С 4 С \ СЧ

00 л м о о

СЧ М л л м О ь л м о сч

° ° л л

С Ъ М о сч съ

00 Ch л л СЧ СЧ С Ъ

Е» и

1 о

»! о со î ajar

» 4

1 Е I

1ж,0 О !

033:иж

1ж03 О Е» ае хи ж ж 03 О

I & И Ж 3« 1

Яв во ж! ех»хо

1ОЕ О 1ЫОжи

1,а! О

Е»

l о о

10 03 и

1 О М

1ЕС3 Х ж

1333«. О ж

1Е ХЕ-

1 1: . !! — 1

3 1

I Р 1

1 Е Ь4 со

1<У 4 (A

1О Xl

103 !

" 1х сч О

СЧ С Ъ М л л с Ъ с Ъ М

I I о со

00 CO CO л л

С4 СЧ СЧ

О сСЪ

С3 л м

I 1 сч О о о л л

С Ъ СЧ

00 и м съ л л

М Сч

1 I

СЪ СЪ

Ch СЧ л л

CV СЧ!

ГЪ

C) л

СЧ

I о м л

СЧ О л

СЧ

I сСЪ о л

СЧ

С»3

СЧ

Ю

00 л