ЧУГУН Российский патент 1999 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугунов для изготовления деталей, работающих в узлах трения, а также режущего инструмента.

Известен чугун, содержащий, вес.%:
Углерод - 2,50 - 3,50
Кремний - 1,70 - 2,60
Марганец - 0,64 - 1,80
Сера - 0,22 - 0,50
Фосфор - 0,40 - 1,0
Сурьма - 0,005 - 0,08
Медь - 0,25 - 0,60
Никель - 0,30 - 1,0
Железо - Остальное
(см. а.с. N 1673625, кл. C 22 C 37/08, опубл. 30.08.91, Бюл. N 32).

Наиболее подходящим к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, вес.%:
Углерод - 3,0 - 3,6
Кремний - 1,5 - 2,4
Марганец - 0,5 - 2,1
Хром - 0,1 - 0,4
Фосфор - 0,08 - 0,25
Никель - 0,1 - 1,2
Бор - 0,003 - 0,012
Титан - 0,005 - 0,050
Азот - 0,006 - 0,012
Железо - Остальное
(см. а.с. N 897884, кл. C 22 C 37/08, опубл. 15.01.82, N 2).

Недостатком известных чугунов является низкая износостойкость.

Задача изобретения - повышение износостойкости чугуна.

Поставленная задача достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, азот и железо, дополнительно содержит серу и водород при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод - 3,03 - 3,07
Кремний - 0,47 - 0,50
Марганец - 0,29 - 0,32
Фосфор - 0,040 - 0,048
Азот - 0,0039 - 0,0059
Сера - 0,108 - 0,110
Водород - 0,00025 - 0,00052
Железо - Остальное
Совместное введение в чугун серы и водорода в указанных количествах при заявленном соотношении всех остальных компонентов приводит к диспергированию выделений графита и резкому увеличению объемной доли цементита. При проведении термической обработки наличие серы и водорода обеспечивает существенное увеличение закаливаемости, повышение механических свойств за счет частичного растворения первичного цементита и более полного мартенситного превращения.

Введение серы и водорода в количествах, больших и меньших заявленных пределов, приводит к развитию пористости и снижению эффекта закалки соответственно.

Предлагаемый состав чугуна с указанным соотношением всех входящих в него компонентов обеспечивает достижение технического результата, заключающегоcz в значительном повышении износостойкости чугуна.

Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, например, выбор легирующих элементов и их процентное соотношение, что и позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию "изобретательский уровень".

Пример. Выплавку чугуна проводили в индукционной печи с использованием стандартных шихтовых материалов и возврата. После расплавления и перегрева чугуна до 1350 - 1400^oC расплав продували парами водных растворов H₂SO₄.

Химический состав и износостойкость предложенного и известного чугунов приведены в таблице.

Свойства чугуна определяли после термической обработки по режиму: закалка с 950^oC в кипящей воде с последующим отпуском.

Износостойкость определяли весовым методом после истирания в течение 6 часов без смазки. В качестве контртела применяли сталь X6ВФ.

Предложенный чугун имеет в литом состоянии предел прочности при растяжении σ_в = 30-38 кгс/мм². После термической обработки предел прочности достигает σ_в = 41-47 кгс/мм². Использование предложенного чугуна для отливок, например, ножей для наборных фрез, токарных резцов и фрез для обработки дерева и металла позволяет существенно сократить стоимость обрабатываемых изделий.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугунов для изготовления деталей, работающих в узлах трения, а также для режущего инструмента. Технический результат изобретения заключается в повышении износостойкости чугуна. Предложенный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, азот и железо, дополнительно содержит серу и водород при следующем соотношении компонентов, вес.%: углерод 3,03-3,07; кремний 0,47-0,50; марганец 0,29-0,32; фосфор 0,040-0,048; азот 0,0039-0,0059; сера 0,108-0,110; водород 0,00025-0,00052; железо остальное. После термической обработки предел прочности чугуна составляет σ_в=41-47 кгс/мм². 1 табл.

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, азот и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит серу и водород при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Углерод - 3,03 - 3,07
Кремний - 0,47 - 0,50
Марганец - 0,29 - 0,32
Фосфор - 0,040 - 0,048
Азот - 0,0039 - 0,0059
Сера - 0,108 - 0,110
Водород - 0,00025 - 0,00052
Железо - Остальное