Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве деталей, работающих в условиях трения. Цель изобретенияснижение остаточных напряжений, повьшение пластичности и ударной вязкости. Новый состав iyгyнa содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: С 2-3; Si 0,8-2,0; Мп 0,4-1,5; Ni 0,5-1,5; Си 0,5-1,3; Ti 0,2-0,6; В 0,002-0,005; нитриды ниобия шш тантала 0,03-0,08 и железо остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна нитридов ниобия или тантала обеспечивает снгекение в 2- 4,8 раз остаточных нгшряженнй, повышение пластичности в 1,7-2 раза и увеличение ударной вязкости в 1,8-2 раза. 2 табл. Ф (/)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (61) 4 С 22 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4001073/31-02 (22) 02.12.85 (46) 07.10.87. Бюл. ¹ 37 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Ю.Г.Серебряков, Б.К.Святкин, M ° И,Карпенко и В.С.Подмосковный (53) 669.15-!96(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 590359, кл. С 22 С 37/10, Г976.

Авторское свидетельство СССР № 432222, кл. С 22 С 37/00, 1972. (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и мажет быть использовано

„„SU„„1342935 А 1 при производстве деталей, рабатакпцих в условиях трения. Пель изобретения— снижение остаточных напряжений, повьппение пластичности и ударной вязкости. Новый состав чугуна содержит компоненты в следук!щем саатна— шении, мас.%: С 2 — 3; Si 0,8-2,0;

Мп 0,4-1,5; Ni 0,5-1,5; Си 0,5-1,3;

Ti 0,2-0,6; В 0,002-0,005; нитриды ниобия или тантала 0,03-0,08 и железа остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна нитрицов ниабия или тантала обеспечивает снижение в 24,8 раз остаточных напряжений, повышение пластичности в 1,7-2 раза и увеличение ударной вязкости в 1,8 — 2 раза. 2 табл.

13429 !

3 <об>pет< Ftl e о тн(> си Гол к IPT>3>! !t ó р

«7«и > II «лс I !toe TI< к рлзр;>б(>тке состлло 3 чугунл ц! I>t детл.!»й, работающих н у -f;ot<»>Ex трения.

t>

1!(:ль ««7(брет»пил — снижение ос Tл—

"о llf-гк нл««рл>3<е«(и««, (totыбор г(7лгшч««ых пределов содержа>и«! ((7><пон»««то«3 н состав» предлагле- «о 10:.о чугуна обусловлен ел»дую«яим.

Л.. >олнительное ннед»ние нитридон

«и<об««л !Зли титана н количестве 0,03<1, 08 .l;1(.5 i! (3",.«е!Ii «лет и микролегирует т,< i.ill! I(скую ocHo!3+> польш«ает пллс- р5

;««;<7с г«, и уцлрнук> вязко(ть чугуна.i7l ((прер tf3«EQM литье нлморлжинлниoб(<. .Г«е Ill!<;1(т EIOI3i п««ение и 3но . е: "о>(«(о< . ги i . vcJ!oeилх гидроабрлзиноч««<3««>3«! л««ил и с«<ижение т»рмичес-- 2(3 ! : . «! «П«7лже«п«Й ll 01 71I«31(o>(. СОД»Г>ж 1

«>«е .tt! I pl!<7(753 !«иобия и f I!Tat!a oftpepe-копер;(м(>птл.:Ihfto. При сод»ржл—

««!« fliIтрид<>в ниобия ««ли тнт>н«а до (> 03 f«с. 7 е>«««>к»< и<7 тер"..>ических нл — ?5 стна при литье чуг унон методом наморажинлния.

Опытные плавки проводят в открытых индукционных печах с перегревом расг«ланов до 1773-1823 К.

В качестве шихтовых материалов при опытных пллвках чугунов используют чугунный лом, возврат собственного производства, полуфлбриклтный никель, зерклльный чугун, силикокальций, нитриды ниобия и тантала, феррохром, !

>(рро««арглнец, ферросилиций и другие ферросплавы. Никель и неокисляющиеся легируюшие добавки вводят вместе с шихтой, а брикеты нитридов и легкоплавкие — после раскисления металла за 5 — 10 м«гн перед разливкой металла нл установке линии непрерывной раз1tElE3«(«t;tIITb5i. Присадку легкоплавких доба«(ок пронодят после добавки химищие табл. 1. Угар нитридон ниобий и тантала 7-13 мас. X.

Клк следует из табл.2, дополнительный и«3од н состав чугуна нитридов ниобия или тантала обеспечивает по гул!» т 3e«!«Io, (1 пр«! ко«(це««тр(«цг«и нит»!«<,он и об«л ил«! тлнтл:«л более

<«,(78 .«; ..,? y!3»!Etf

: "> > >, ., «:7 3 ((> < I! I I t «! и >К Л«<> Т C Л П. Л С Т И

:. ii<л3ЕТ, (. т, >, i t it, . l у!«;it !!! г«.>;«, !I 3;« !>лжин 11!р; ««;,>, !! — -3««;>3! у < 3«((7<7, I;l бО и< (О;.;! -, . «,: «!l!>l более — t !О ! !.1" - > «! >! 3(Л! »" «, i,:lii(! !If «Г (. К 3>! «>,70 I стным чугуном повызкости в 1,8-2 раза,,7-2 раза и снижение ческих напряжений

Cp Q E3 H » (II I f<7 С I t 3 EJ e ш»ни» ударной ня пластичности н 1 остаточных терми н 2-4,8 раз..

Ф о р м у л а и

Износостойкий

55 з обретения чугун, содержащий марганец, никель, углерод, кремнии

«i;!:" (Иi«й li пп(«(т«l -I»cких cвойс I н и(.

; <: ИЕ «! «<шбОГ !",;П«< ЧНЫХ ПЛ<«7-::. .. .««(ро «;:, 2. > — 3,0 ."«лс..:,)

35> .>! > !< ."! !lt5: ь 8 ".,0 !71».., ) о;«(7»деллют.

tI< Х<7, i>l 3«З E >P:1 lot <«Л l t !i (70 ! 3! ОИС ТНЛ И 3 НО

«<, .т< >l-«Io то>!ко(Tl. ;(li(й» «: 3 Уl . «<;3,, ll i!Ð

«и с терн(и{+i»III!5< if c «<ижлют! РЕ«««! f «to Е < <7йл!! I3(! < Tt, > <1 ЛР««;«5! «35! З— кocTь и но:ЗрлсTлет отбел.

Содержание 7»! ««рун>>««их доблг<ок, м-,с.,,,: . С3!7«7!««»ц О, 4-1, 5; «и«к»JII. О, 5—

l,5; титан 0,2-0,6; «!»дь 0,5-1,3 . бу< лол-«(но н» 7бх<7г«и>«! !М!1 требонл>п«я>ll>

lIolIocос -.ойкости «! Ир»де I;l прочности огp;1«t!«Ie«!o прец(лами, ниже которых прочное т««ы» <-нойствл и износо†стойкость пр;! гицролбрлзинном износе

««е;«остлточные, а выше увеличи >лются тсрмич»cl II» нлпрлжеги«я и снижаются

ПJI(! С > «i

Вн(де«и«е борл Е3 коли «естне 0,0020,005 "«7c. i! обуслог<лено «го высокой моди

0,002 мас.7. измельчение структуры, повышение пластичности и износостойкости недостаточны.

При повышении содержания бора (более 0,08 мас.7) увеличивается количество неметаллических включений и снижается пластичность.

В табл.1 приведены химические составы износос.тойких чугунов опытных плавок по данным количественного хил«ическо! о анализа; н табл. 2 меха««г«ческие и технологические свой1342935

0,4

0,5

0,5

0,2

0,002 медь, титан, бор и железо, о т л и а ю шийся тем, что, с целью снижения остаточных напряжений, повышения пластичности и ударной вяз6 кости, он дополнительно содержит нитриды одного из элементов, взятых из группы, содержащей ниобий и тантал, при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: 10

1,5

1,5

1,3

0,6

0,005

0,03 — 0,08

Остальное.

2,0 — 3,0

0,8 — 2,0

Углерод

Кремний тантал

Железо

Таблица 1

Содержание компонентов, мас.X

Чугун

Mapra- Кремнец ний

Никель

УглеТи- Медь

Нитрид

Бор

Хром

Железо род тан нио- танбия тала

0,7 1,0 0,2 1,1 0,03 — — 0,6 Остальное

Извест- 3,6 2,5

HbIH

ПредлагаеMbIH

1 3,0 0,4

0,8 0,5 0,2 0,5 0,002 0,03

1,5 1,2 0,3 1,1 0,003 0,05

2,0 1,5 0,6 1,3 0,005 0,08

0,8 0,5 0,2 0,5 0,002

1,6 1,2 0,3 1,1 0,003—

2,0 1,5 0,6 1,3 0,005

0,7 0,4 0,1 0,3 0,001 0,01

0,03

0,05

0,08

Таблица 2

Показатели для чугуна

Свойства извест ного предлагаемого

1 2 3 4 5 6 7 8

Предел прочности при растяжении, МПа 227 425 480 458 428 470

458 370 419

Относительное удлинение, 7

6,2 !0,7 12 10,2 11,4 12,9 10,8 6,1 9,4

2,5 0,8

2,0 1,5

3,0 0,4

2,5 0,8

2,0 1,5

1,9 0,3

Марганец

Никель

Медь

Титан

Бор

Нитриды одного из элементов, взятых из группы, содержащей ниобий и

1342935

Продолжение табл 2

Показатели для чугуна

Свойства предлагаемого

3 4 5 6 7 извест ного! (2 (8

Ударная вязкость, Дж/см

148 158 154 149 156

151 33

130

Трещиностойкость при литье намораживанием, 7. 102

Брак при литье, Е 8,0

105 52,6 22 30,5 52,1 20,9

30,2 110,4 76,2

Гидроабразивный износ чугуна, мкм 0,9

0,49 0,32 0,36 0,46 0,31

О, 34 0,8 0,68

Эк с плу ат ацио нн ая стойкость в условиях ударных на груэок и износа, 7 102

126 136 145 129 138

145 102 116

Пд1,4 Пд0,5 Пд0,3 Пд!,0 Пд0,5 Пд0,3 Пд1,0 Пд1,4 Пд1,4

Составитель Н.Косторный

Редактор Н.Гунько Техред И.Попович Корректор А.Зимокосов

Заказ 4605/25 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Остаточные термические напряжения, MIIa

Дисперсность структуры по

ГОСТУ

120 138 134 119 134

° 3,1 0,7 1,2 3,0 0,6

130 103 112

1,0 7,7 3,8