Чугун

 

.Союз Советскнх

Соцнапнстнческнх

Ресйублнк (61} Дополнительное к (22} Заявлено 20.06.77 с присоединением заяв (23} Приоритет

Опубликовано 30.0

Дата опубликовани

С 22 С 37/10

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

) УДК 669. 13-196 (088. 8) (72} Авторы изобретения

A.Ï.ËîçoâñêHé, Е.A.Ñóõoäoëüñêàÿ, Ю.P.Ýéxãopí и А.И.Белов (71} Заявитель

Полтавский проектнб-конструкторский технологический институт (54) ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких чугунов с повышенными физико-механическими свойствами и может быть использовано для изготовления чугунных деталей, работающих в узлах сухого трения.

Известен чугун (1) следующего химического состава, вес.Ъ:

Углерод 3,2-3,8

Кремний 1,4-2,2

Марганец О, 4-0,7

Хром 0,2-0,4

Никель 0,2-0,4

Медь 0,3-0 5

Титан 0,03-0,1

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содержит, вес.е: сера не более 0,12, фосфор 0 15-0,4 °

Чугун в литом состоянии имеет перлито;ферритную структуру с мелкими и крупными включениями фосфидной эвтектики. Износостойкость деталей из указанного чугуна в литом состоянии в условиях сухого трения низкая, что ограничивает их область применения в условиях трения без смазки, например, долговечность деталей в узлах трения текстильных машин (смазка недопустима) не превышает 3-4 мес.

Наиболее близким к описываемому и э обре те нию по т ехничес кой сущности и достигаемому эффекту является чугун (2) следующего химического состава, вес.Ъ:

Углерод 2,9-4,0

Кремний

Марганец 1,2-1,9

Алюминий 1,2-2,0

Титан 0,03-0,4

Железо Ост аль ное

Данный чугун предназначен для изготовления деталей, работающих в условиях повышенных температур и абразивного износа, Повьыенное содержание марганца приводит к появлению в структуре чугуна специальных карбидов типа МеС или (FeMn)С, которые в условиях сухого трения скольжения выкрашиваются при схватывании трущихся тел.

Цель изобретения — повьыение механических свойств и износостойкости в условиях сухого трения.

Цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, 730859 ной плавки. Легирование чугуна при этом происходит в результате перемешивання обрабатываемого жидкого ваграночного чугуна с жидким зкзотермическим расплавом. В состав экэотермической легирующей смеси входят, вес.В: порошок железной окалины (отход кузнечного и прокатного производств) 50-60, порошок алюминиевый или крупка алюминиевая 20-25, ферротитан 20-25.

Химический состав предлагаемого и известного чугунов приведен в табл, 1.

Та блица 1

Содержание элементов, вес.Ъ

Р С Si Nn S P Cr Nl Cu Al Ti Fe

Известный а 3 О 2, 1 1 8 О 10 О 16 1,5

0, 4 Остальное

О, 10 Остальное

I б 3,5 1,8 0,5 0,11 0,30 0,30 0,40 0,40 сл.

Предлагаемый

3,2 2,4 0,6 0,12 0,05 0,05 0,06 0,05 0,5

0,20 Остальное

О, 30 Остальное в

3,2 1 8 0,7 0,09 0,14 0,07 0,08 0,08 0,7

3 3,4 2,4 0,8 0,11 0,10 0,06 0,05 0,06 0,9

0,40 Остальное

Таблица3

Свойства чугуна в литом состоянии

Сплав, Р

Предел прочности, кг/мм

Твердость

HBi кгс/мм

40.Та блиц а2

Сплав, Удельное Окружная

Р давле- скорость ние, р р м/с кгс/см

p V кгм/см

6 18 8 38 4 197 1 6

50 л 32,7 60,0 285 1,0 б 2рО 55рО 2р5-1,0 5,0-55 (Д. 2р0-12рО lр0-0,5 2,0-7,5

32р 1 63р2 241 2р5

2 43,8 68 О 255 2,4

1 2,0-55, О 3,5-1, 1 7р 0-60

2 2р 0-54, 0 3, 0-1, 1 6, 0-59

3 2р0-54, О 3, 0-1,2 6, 0-6 4

3 30,4 58,1 241 ? 1

Технологйческие свойства предлагаемого чугуна приведены в табл. 4.

Свойства чугунов, приведены в табл.3. алюминий, титан и железо, имеет следующий химический состав, вес. Ъ:

Углерод 3,2-3,4, Кремний 1,8-2,4 марганец 0,6-0,8

Алюминий 0 5-0,9

Титан О,?-0,4

Железо Остальное.

Для получения сплава приготовляются экэотермические легнрующие смеси, которые помещают на дно разливочного ковша и сжигают перед выпуском в него жидкого чугуна ваграночИзносостойкость полученных чугунов исследуют на машине Амслера в паре со ст.45, термически обработанной до твердости НВС 58-62 при удельном

2 давлении 2-55 кгс/см, с окружной скоростью 1-3, 5 м/сек, что представлено в табл,2.

Коэффициент относи тельной износостой-, кости, W/А

730859

Таблица4

Объем усадочних раковин v см

Жидкотекучесть мч.

Усадка Е, %

Остаточние напряженияя

Gg кг/мм

Сплав, 9

ФорМула изобретения

580 0 3 50

560,0 3,20

70 3,30 10

2,10 2 90

Составитель Т.Лудик

Редактор М,Ликович Техред O.Àíäðåéêî Корректор A. Гриценко

Заказ 1462/14 Тираж 694 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.Ужгород, ул.Проектная,4

590,0 3,80 2,90 3,20

Иэ приведенных данных видно, что предлагаемый чугун обладает высокими механическими свойствами и иэносостойкостью в литом состоянии. Усваиваемость титана жидким чугуном состав-20 ляет 85-96 вес,%, температура жидкого чугуна при легировании повышается о в среднем на 10 С на 1% присадки легирующей смеси.

Глубина отбела клиновидных проб предлагаемого чугуна составляет

0-2 мм.

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, титан и железо, отличающийсятем, что, с целью повышения механических свойств и иэносостойкости в условиях сухо о трения, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%:

Углерод 3,2-3,4

Кремний 1,8-2,4

Марганец 0,6-0, 8

Алюминий 0,5-0,9

Титан 0,2-0,4

Железо Остальное

Источники информации, принятйе во внимание при экспертизе

1, ГОСТ 1585-70.

2. Авторское свидетельство СССР

9 398677, кл. С 22 С 37/00, 1973.