Графитизированная сталь Советский патент 1983 года по МПК C22C38/12 

00

о 4

О5 Изобретение относится к металпу гии, в частности к графитизированным износостойким сталям, предназначенным для изготовления деталей мвт р1лическим агрегатам, работающи в условиях повышенных температур и .Ьсшьшого износа при трении скольже нии без смазки и высоких удельных давлениях. Известна гр:афитйзированная стал Cl}f содержащая, вес.%: Углерод0,9-1,4 Марганец0,4-0,6 Медь , 6,0-15,0 Кремний0,9-1,3 Яелезо . . Остальное Указанная Сталь обладает низкой термической стойкостью и повышенг ным износом при сухом трении. Пред прочности этой стали не превышает 638/814 МПа. По технической сущности и дости гаемому эффекту наиболее близкой к изобретению является графитизированная сталь t.J, имеющая следую щий химический состав,, вес.%: Углерод1,1-1,4 Кремний1,6-2,0 Сера0,05-0,1 Церий0,08-0,12 Железо - Остальное В литом состоянии эта сталь име ет перлитную или перлито-ферритную металлическую основу, обладает высоким коэффициентом трения (0,310,42/ но недостаточной терьдачес- кой стойкостью и износостойкостью. Весовой износ фрикционных изделий из известной графитизиррванной . стали достигает 172-194 мг. Целью изобретения является повышение ИЗНОСОСТОЙКОСТИ и термосто кости графитизированной стали. Эта цель достигается тем, что графитизированная сталь, содержащая углерод, кремний, церий, железо дополнительно содержит сульфиды железа и карбонитриды одного металла выбранного из группы, содержащей алкминий, бор, титан, ниобий, при следующем соотношении компоне;н1тов, вес.%: Углерод1,1-1,9 Кремний1,1 1,7 Церий0,03-0,1 Сульфиды .железа0,07-0,3 Карбонитриды одного ,выбранного из.группы, содержащей алюминий, бор, титан, ниобий-0,03-0,7 ЖелезоОстальное Присутствие в стали 0,03- - 0,7 вес.% карбонитридов дополнитель но легирует твердый раствор и- измельчает литое зерно, повьйпая прочностные свойства и оказывая положительное .влияние на износостойкость, пластичность и термическую стойкость литых изделий. При содержании до 0,03 вес.% карбонитридов их влияние сказывается -незначительно, а ; при повышении их концентрации более 6,7 вес.% отмечается расположение карбонитридов lIOГpaJ ицaм зерен, что снижает пластические свойства. . Сульфиды железа в количестве 0,07-0,3 вес.% способствуют повышению фрикционных свойств стали и увеличивгаот термическую стойкость. При концентрации сульфидов железа менее 0,07 вес.% снижаются относительное удлинение и динамическая прочность, а при кондентр.ации более 0,3 вес. % снижаются прочиостиые характеристики. Меньшие концентрации сульфидов железа могут быть рекомендованы для сталей с высоким суммарнь1м содержанием углерода и кремния, а большие концентрации сульфидов - для сталей J низким суммарным содержанием углерода и кремния. , Хй мический состав исследованных сталей приведен в табл.. 1.. Таблица

1,8 1,7 1,4 1,1 1,7 1,4. 1,1 1,7 0,3 0,1 0,07 0,3 0,1 0,07 0,3 1,4 1,1 1,7 1,4 1,1 0,1 0,07 0,3 0,1 0,07 Церий ОД 0,03 0,05 ОД/0,03 .0,05 ОД |Карбонитридыалю0,03 0,05 0,7 МИНИН 0,03 0,43 0,7 нио- ; , бия Железо Остгшьное Остальное Осталь

Использованные карбонитридообразукхцие элементы являются химически активными металлами,.поэтому их вводят после глубокого раскисления расплавов. Разливку стали производят в литейные оболочковые формы.

В табл. 2 приведены механичес- . .кие и фрикционные свойства иссле2010891 7,1 0,36

1059 8,52 0,92

1226 8,81,18

1245 8,71,22

1040 8,70,98

1177 9,11,21

Продолжение табл. 1,

дованных сталей в литом состоянии.

30 Весовой износ определяют при скорости скольжения. 1., 5 м/с и удельном давлении 10,5 Miia. Скорость изнашивания и коэффициент трения определяют после приработки при уста35:новившемся режиме трения без смазки.

Таблица2

176

0,380

0,32 0,03 0,05 0,1 0,03 0,05 0,1 0,03 0,5 0,7 0,03 0,4 0,7 ное Остальное Остальное

Термическую стойкость определяют по количеству циклов нагрева технологических проб до 100 С и охлаждения на спокойном воздухе до появления трещины.

Как видно из данных, приведенiHHX в табл. 2, термическая стойкость и износостойкость графитизированной стали предлагаемого состава превышает показатели известной ста- ли.

Продолжение табл. 2

Предлагаемая сталь обладает высокими литейньши свойствами, а литые п фрикционные изделия из нее при работе в условиях скольжения без смазки с повышенными скоростями и удельными давлениями имеют более стабилвный коэффициент трения и высокую термическую стойкость.

За счет повышения долговечности фрикционных изделий сумма ожидаемого экономического эффекта составит около 240 тыс. руб.