Чугун Советский патент 1983 года по МПК C22C37/10 

У1

:о :о Изобретение относится к метал гни, в частности к изысканию сос вов высокопрочных чугунов, работ ющих в условиях трения и износа. Известен чугун 1 , содержащи вес.%: Углерод2,5-3,5 Кремний2,5-4,3 . Марганец0,07-1,2 Никель0,7-1,7 Хром0,03-0,7 Молибден0,03-1,1 Алюминий0,03-0,15 Магний0,03-0,08Церий0,001-0,005 Ванадий0,03-0,35 Сурьма0,03-1,15 Азот0,01-0,03 Железо ,Остальное Наличие в данном чугуне .таких компонентов, как никель (до 1,7% молибден (до 1,1%) делают его до гостоящим. Наиболее близким к предлагаем по технической сущности и достиг емому результату является чугун следующего химического состава, вес.%: Углерод-3,4-3,7 Кремний2 4-2,8 Марганец . 0,8-1,2 Никель1,.2-1,5 Хром0,35-0,8 Молибден0,6-1,1 Магний0,03-0,1 Медь . 0,3-0,9 Церий 0,001-0,01 Железо Остальное Этот чугун имеет следующие ме нические свойства после термообр ботки-:. Предел прочности, . кг/мм 57-64 Твердость НВ, . кг/мм2 . 220.-280 Относительное удлинение, % 1,5-4 Ударная вязкость, кг.м/см 1,5-3. Основными недостатками извест чугуна являются низкие механичес свойства, что не позволяет испол вать его в тяжелонагруженных усл работы деталей. Кроме того, нали в составе в значительных количес вах дефицитных элементов - молиб дена до 1,1% и никеля до 1,5%, снижает экономичность его примен ния. Це.1ь изобретения - повышение механических свойств чугуна. Для достижения указанной цели чугун, содержсодий углерод, кремн марганец, медь, магний/ церий и железо, дополнительно содержит б ниобий и азот при следующем соот 1с.ении компонентов, мас.%: 2,8-3,2 Углерод 1,75-2,5 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,6-1,5 Магний 0,03-0,08 0,03-0,08 0,008-0,02 0,03-0,1 Ниобий 0,03-0,1 Остальное Железо В основу повышения прочности чугуна положен принцип микролегирования состава ниобием и бором, а также образование нитридов этих элементов, являющихся дополнительно центрами кристаллизации как при затвердевании расплава, так и при термической обработке изделий. Предложенный чугун более экономичен за счет исключения из его соста:ва .дорогостоящих и дефицитных элементов - молибдена и никеля. С целью сравнения механических свойств бьши выплавлены в индукционной печи типа МГГ-102 с основной футеровкой чугуны, имеющие составы ингредиентов, указанные в табл. 1. Предлагаемые составы чугуна отличаются друг от друга содержанием бора, ниобия, азота, а также содержанием железа, составляющим дополнительную до 100% часть в каждой смеси. Максимально допустимые, пределы содержания в чугуне серы и фосфора в качестве примесей равны соответственно, вес.%:.0,03 и 0.,1. Механические свойства чугунов предложенного и известного составов приведеныВ табл. 2. Как видно из таблицы, механические свойства предложенного чугуна на 6-30% выше, чем известного. При содержании в чугуне бора, ниобия, азота ниже указанных пределов наблюдается снижение механических свойств чугуна. Их содержание выше указаннь1х пределов приводит к ухудшению пластических свойств чугуна и его обработки. Кроме того, использование в .предложенном чугуне- повышенного содержания меди позволяет получить высокие механические свойства и улучшить обрабатываемость деталей. ;Пониженное .-содержание угяерода, марганца, кремния способствует Повышению пластических свойств чугуна: Из чугуна предложенного состава были изготовлены шестерни редукторов вентиляторов градирен, стоимость которых на 40% ниже стоимости шестерен, изготовленных из чугуна известного состава. Стойкость шестерен из известного чугуна составляет 5250 ч, из предложенного - 7300 ч.

.Таблица 1

ЧУГУН, содержащий углерод кремний, марганец, медь, магний, церий и железо,.о г л и ч а ю щ и и с я тем, что,Ь Целью, повышения механических свойств, он дополнительно содержит бор, ниобий и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 2,8-3,2 Кремний1,75-2,50 Марганец0,3-0,8 Медь0,6-1,5 Магний0,03-0,08 Церий0,03-0,08 Бор ;0,008-0,020 Ниобий ;. 0,03-0,10 АЗОТ. 0,03-0,10 ЖелезоОстальное

Предел прочности.