Чугун — SU 1776697 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 37/00 ГОСУДАРСТВЕ ПО ИЗОБРЕТЕ ПРИ ГКНТ СС ЫЙ КОМИТЕТИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ИЯ " ся к металлургии, е составов чугуна ания стаПИСАНИЕ ИЗОБРАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорусский политехнический институт, Научно-производственное обьединение "Тулачермет" и Всесоюзный заочный политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР М 309972, кл. С 22 С 37/00, 1969.Авторское свидетельство СССР И. 1706229, кл, С 22 С 37/06, 1989.(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстИзобретение относитв частности к разработкдля отливок пар трения.Цель - снижение износа, улучшение антифрикционных свойств и уменьшение склонности к адгезионному взаимодействию в условиях повышенных нагрузок и ограниченной смазки в паре с закаленной сталью твердостью 45-55 НВС при возвратно-поступательном движении.Изобретение иллюстрируется прИмерами конкретного применения,Выбор граничных пределов содерж компонентов в чугуне предложенного со ва обусловлен следующим.Содержание выбранных компонентов установлено экспериментально. Нижний предел по содержанию углерода (3,5 Я и кремния (0,80 выбран, исходя из условий ве отливок, работающих в условиях трения с ограниченной смазкой. Цель изобретения - снижение износа, улучшение антифрикционных свойств и уменьшение склонности к адгезионному взаимодействию в условиях повышенных нагрузок и ограниченной смазки в паре с закаленной сталь 1 о с твердостью 45-55 НЯС при возвратно-поступательном движении. Новый чугун содержит, мас, " С 3,5-4,5; 31 0,8 - 3,0; Мп - 0,5-1,5; Сг 0,03-0,19; Т 0,05 - 0,35; Р 0,15 - 0.90; йЬ 0,05- 0,6 и Ге - остальное. Дополнительнь 1 й ввод в состав чугуна МЬ и снижение содержания Сг позволяет снизить износ в 1,1 - 1,5 раза, а также уменьшить коэффициент трения и склонность к адгезии, 2 табл. удовлетворительнои технологичности сплава (жидкотекучести и усадки), и обеспечивает в сплаве перлитную металлическую матрицу с количеством карбидных включений не более 3-5, Верхний предел углерода 4,5, кремния 3,0;4 при наличии комплекса легирующих элементов - ниобия, фосфора, титана и хрома позволяет получить в структуре феррита не более 7% и включении графита 100 мкм,Оптимальная сумма легирующих элементов гарантирует получение сплава с высокими эксплуатационными характеристиками предусмотренными формулой изобретения.Соотношение Фосфора и ниобия 1:4 способствует появлению в структуре сложной фосфор-ниобий-железо-звтектики, Введение ниобия в расплав увеличивает1776697 Таблица т Таблица 2 к м еч а н н е. 1 т таблице 2 представлены результаты испытаний ири скорости иеремекценил образца атноситель поаерхности контртела 2.0 м/с, нагрузка на контактируеиой цоаерхности 2 кттсм.площадь занимаемой эвтектики на 19-22%. Соединения ниобия в эвтектике существенно изменяют ее структуру, В эвтектике уменьшается количество цементита. Микротвердость эвтектики уменьшается на 60- 100 Нм. При содержании ниобия и Фосфора менее 0,05 и 0,15% соответственно увеличивается износ образца по отношению к контртелу. Увеличение ниобия более 0,6 ои фосфора более 0,9 приводит к появлению твердых абразивных частиц на контактируемой поверхности и перехода режима стабильного износа в катастрофический.Пределы содержания марганца, хрома и титана выбраны опытным путем из расчета существенного повышения свойств сплава при минимальной сумме элементов (плюс 1/2 Фосфора и 2 ниобия) и экономической целесообразности увеличения степени легирования выше суммарного верхнего предела (1,71 ) связанной с незначительным повышением свойств материала,Испытания на износостойкость и антифрикционные характеристики проводили на машине трения типа МТМ, Образец диаметром 10 мм и высотой 20 мм перемещался по поверхности контроллера со скоростью 0,5; 2,0; 5,0 м/с. Контртелом служил диск диаметром 60 мм и толщиной 8 мм, изготовленный из стали 45 с твердостью 45-55 НЙС, Испытания проводились в условиях ограниченной смазки трущихся поверхностей (2 капли/мин) и беэ смазки, Износ оценивали весовым методом.Расчет коэффициента трения осуществлялся с помощью силы трения, которая измерялась динамометром и фиксировалась на осциллографе. Склонность сплава к адгезионному взаимодействию в условиях установившегося режима трения и процессе остановка-пуск определялась по коэффициенту трения и визуально по поверхности контртела. На оптическом микроскопе с помощью оптической сетки определяли общую площадь адгезионного переноса чугуна (образец) на поверхность контртела,Чугун плавили в индукционной печи скислой футеровкой емкостью 60 кг. В каче 5 стае шихты использовали литейный чугун,ферросплавы кремния (45 окремния), марганца (45%), хрома (35 о ), титана (45%), фосфора (14), ниобия (15 о ), Расчет шихтысоставляли с учетом угара титана и ниобия10 20-25. остальных элементов 15-10%.Химические составы известного и предложенного чугуна и результаты испытанийуровней их свойств приведены в табл. 1 и 2.Как следует из табл, 1 и 2 дополнительный15 ввод в состав предложенного чугуна ниобияи уменьшение в нем содержания хрома позволили снизить износ в 1.1-1,5 раза, а также снизить склонность к адгезии иуменьшить коэффициент трения,20 Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, фосфор и железо,отличающийся тем,что,сцелью 25 снижения износа. улучшения антифрикционных свойств и снижения склонности к адгеэионному взаимодействию в условиях повышенных нагрузок и ограниченной смазки в паре с закаленной сталью твердо стью 45 - 55 НВС при возвратно-поступательном движении, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.о/,:Углерод 8,5-4,5 35 Кремний 0,8 - 3,0Марганец 0,5 - 1,5 Хром 0,03 - 0,19 Титан 0,05 - 0,35 Фосфор 0,15-0,90 40 Ниобий 0,05 - 0,60Железо Остальное,при этом Х(Сг+ Т + 0,5 р + 2 МЬ) =. 0,75 - - 1,717 о.
4765552, 05.10.1989
БЕЛОРУССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ, НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ТУЛАЧЕРМЕТ", ВСЕСОЮЗНЫЙ ЗАОЧНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
ПУХОВ АНАТОЛИЙ ПАВЛОВИЧ, СЧИСЛЕНОК ЛЕОНИД ЛЕОНИДОВИЧ, ЦЕЙТЛИН АЛЕКСАНДР МАРКОВИЧ, ЛЕКАХ СЕМЕН НАУМОВИЧ, БЕЛКИН АЛЕКСАНДР СЕРГЕЕВИЧ, ЦЕЙТЛИН МАРК АРОНОВИЧ, КУСАЙЛО ВИКТОР ПЕТРОВИЧ, БОЙКО МИХАИЛ ГАВРИЛОВИЧ, МАУЛЕТОВ НУРЛАН ХАЛИТОВИЧ, ШИТОВ ЕВГЕНИЙ ИВАНОВИЧ, СИТНОВ АНАТОЛИЙ ГЕОРГИЕВИЧ