Чугун — SU 1070196 (original) (raw)
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов иэносостойкого чугуна для изготовления деталей, работающих в условиях износа типа микрореэания.Известен чугун следующего химического состава, мас.:Углерод 2,3-4,0Кремний 1,2-3,0Марганец 1, 5-5,0Хром 11, 5-18, 0 10Ванадий 0,2-2,5Железо ОстальноеТвердость чугуна составляет в литом состоянии НРС 45-57, после термической обработки - НРС 60-62 ).1). 15Однако чугун имеет недостаточную твердость в литом состоянии, что не обеспечивает его высокую износостойкость в условиях микрорезания, поэтому для повышения. твердости и износо- э 0 стойкости детали из такого чугуна подвергают термической обработке.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун 123, 25 содержащий, мас.:Углерод 2,9-3,3Кремний 0,8-1,4Марганец 0,4-0,8Хром 12,0-15,030Ванадий 0,2-0(90Медь 0,3-0,5Молибден 1,4-1,6железо ОстальноеОднако в известном чугуне твердость НЙС 60 достигается после термической обработки.В литом состоянии Н 3 С 5 б,что также не обеспечивает высокую износостойкость в условиях микрорезания,Последнее особенно важно при изготовлении тонкостенных деталей 40 сложной формы, так как термическая обработка вызывает их коробление и необходимость последующей механической обработки (например, для уплотнительных конец подшипникового узла 45 тракторного хода),Цель изобретения - повышение и стабилизация твердости и износостойвости чугуна в литом состоянии.5Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, молибден и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.: 55Углерод 2,8-3,40Кремний 2,2-3,2Марганец2,3"3,60Хром0,1-1,2Ванадий 60Медь 4,2-7,0 .Молибден 0,2-2,55Железо Остальное При этом содержание хрома, углерода, кремния и ванадия соответствуетследующему условию;Е 4,0-0,2 Я + Ч С " 3,"0 ) Сг )4,0-сг,5 91 + ч) 3 С - 3,0При этом содержание марганца и меди соответствует следующему значению:2,5 сМь + 1/3 Сг 3,85Оптимальное содержание хрома, определяемое по зависимости, обеспечивает формирование структуры белого чугуна с эвтектикой на основе карбидовМеС . Эти карбиды по сравнению с.цементитом отличаются повышеннойтвердостью и износостойкостью, а ихрасположение в эвтектике обеспечиваетсоответствие принципу композиционногоупрочнения и повышенные механическиесвойства.Содержание хрома, превышающее оптимальное соотношение, определяемоепо зависимости, вызывает появлениезначительного количества остаточногоаустенита в структуре литого чугуна,что сказывается в снижении его твердости и износостойкости, При дефиците хрома в структуре чугуна появляется педебурит, что приводит к снижению механических свойств и износостойкости чугуна;Для получения максимально высокихзначений твердости и износостойкостисодержание марганца и меди должнообеспечивать образование в структуречугуна металлической матрицы в видемартенсита, бейнита н неустойчивогоаустенита.Чем меньше скорость охлаждения отливки, тем больше должно быть содержание марганца и меди. Минимум в соответствии с известным чугуном соответствует тонкостенным (до б мм ) кокильным отливкам. Максимальное содержаниемарганца и меди должно быть в отливках, заливаемых в сухие песчано-глинистые формы, при толщине стенки10 мм,Для увеличения количества мартенсита в структуре чугуна, повышенияи стабилизации твердости в чугун вводят молибден в количестве 0,2-2,55в зависимости от толщины стенки отливки, Для отливок, получаемых в сухих песчано-глинистых формах, притолщине стенки 30-80 мм, содержаниемолибдена в чугуне должно составлять1,5-2,5,Проведены плавки предлагаемогочугуна с предельными и средним содержаниями компонентов и чугунов с хи-,мическим составом прототипа и а налога,Химические составы, твердость иизносостойкость известных и предлагаемого чугунов приведены в таблице.59-62 ф 3;12 0,85 255 5 3,18 2,81 Известный 0,4 1,4 52-55 2,18 Составитель Н.КосторнойРедактор А.Курах Техред С.Мигунова Корректор В.Гирняк Заказ 11649/28 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д.4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 6 3,16 1,2 0,7 13,6 1,2 фПри толщине стенки 5 и 50 мм Твердость и износостойкость чугунов определяют в литом состоянии на образцах с толщиной стенки 5 мм, отлитых в сухие песчано-глинистые формы. Испытания на износ проводились 30 трением по корундовой шкурке зернис- тостью Р 40-80 при скорости движения абразивной ленты с неподвижно закрепленным абразивом 5 и/мин и удельном давлении 7,0 гПа 7,0 кгс/см), З 5Результаты испытаний показали, что предлагаемый чугун в литом состоянии обладает высокой твердостью и иэносостойкостью. Нри этом значения твердости стабилизируются в пределах 4 О НКС 59"62, а относительная износостойкость составляет 2,80-3,48 единиц, что выще, чем в применяемых для . аналогичных целей чугунов.По сравнению с базовым объектом, за которьй приняты белые износостойкие хромистые чугуны, применяемые для. Укаэанных условий износа в термообработанном состоянии, технико-экономическая эфФективность предлагаемого чугуна заключается в том, что повышенные твердость и износостой ф кость получают без дополнительной термической обработки и при относительно небольшом Содержании легирующих элементов.Чугуны предлагаемого состава могут применяться для изготовления уплотнительных колец в узлах фрикцианного уплотнения вместо применяемых иэ стали ШХ 15 или из термообработанных белых чугунов с карбидами цеме" титного типа, а также в других деталях, в которых требуются высокие твердость и износостойкость.Экономический эффект от внедрения изобретения составляет 90 тис.руб.