Чугун Советский патент 1983 года по МПК C22C37/10 

н

X

00 4 Изобретение относится к металл гии, в частности к изысканию сост вов чугуна для изготовления детал машиностроения. Известен серый чугун ClIt соде гций, мае. %: 2,8-3,2 Углерод 1,2-1,7 Кремний До 1,0 Марганец 0,2-0,6 Фосфор До 0,2 0,2-0,6 Остальное Железо Недостатком этого чугуна явля ется низкая динамическая прочнос Отмечается высокий отбел на тонк стенных отливках. По технической сущности и дос гаемому эффекту к предлагаемому ляется серый чугун 12J, содержащ мар. %: 2,8-3,1 Углерод 2,2-2,5 Кремний 1,3-1,5 Марганец Железо Остальное В известном чугуне сера, хром фосфор и никель присутствуют в в технологических примесей. Указанный чугун имеет недоста точно высокие пределы прочности п растяжении, твердость и износост кость. Цель изобретения - повышение дела прочности при растяжении, т дости И износостойкости. Указанная цель достигается те что чугун, содержащий углерод, кремний-, марганец, железо, допол тельно содержит кальций и один и более карбонитридов металлов, вы бранных из группы, содержащей ти тан и редкоземельные элементы пр следующем соотношении компоненто мае.%: 2,8-3,2 Углерод 2,0-2,6 Кремний 0,8-1,6 Марганец 0,03-0,12 Кальций Один или более карбонитридов металлов, выбранных из группы, содержащей титан и редкоземельные эле0,03-1,1 ,менты Железо Остальное Дополнительное введение карбо ридов металлов, выбранных из гру пы , содержащей титан -и РЗМ в кол честве 0,03-1,1 мас.%, способствует измельчению структуры серог чугуна в отливках и повышению w носостойкости. При их концентрации менее 0,03 мас.% их влияние на структуру и свойства незначительное, а при увеличении их содержания более 1,1 мас.% увеличивается отбел и снижается динамическая прочность. Кальций в количестве 0,03 0,12 мас.% способствует измельчению графитных включений и улучшению их формы, очистке границ зерен и более равномерному распределению карбонитридов в матрице серого чу- . Гуна. При увеличении содержания кальция более 0,12 мас.% снижается износостойкость, а при введении его до 0,03 мас.% отмечается недостаточное модифицирующее его воздействие. Чугун выплавляют в индукционной печи. Введение порошков карбонитридов с размером частиц мене.е 0,2 мм в расплав чугуна осуществляют при температ.уре 1430-1470С. В состав порошков карбонитридов входят железо 5,3-5,5% и кальций 1,2%. Коэффициент усвоения карбонитридов в чугуне составляет 87,8-97,2%. Температура чугуна при заливке, сухих оболочковых литейных форм 1330 1360С. В табл. 1 приведены составы известного и предлагаемого чугуна. Из этих чугунов отливают технологические пробы и отливки для изготовления узлов трения. В табл. 2 приведены результаты механических испытаний исследованных чугунов составов 1-11. .Износостойкость чугунов определена на машине с возвратно-поступательным движением при удельном давлении 100 МПа и использовании в качестве смазки масла АС-8. Средний износ образцов определен при сухом трении при удельной нагрузке 75 МПа. Твердость чугунов в отливках определена при вдавливании шара диаметром 2,5 мм поГОСТ 2276177. . Как видно из табл. 2, чугуны составов 3-11 позволяют получить в отливках более высокие показатели прочн.ости, твердости и износостойкости. Анализ результатов показывает, что износостойкость при высоких удельных давлениях повышается в 1,26-1,52 раз. Использование предлагаемого серого чугуна в качестве антифрикционного материала для деталей узлов трения позволяет повысить их надежность и долговечность работы. . Экономический эффект от внедрения изобретения составит 14,2 17,6 руб. на тонну годного литья.

Таблица 2

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения предела прочности при растяжении, твердости и износостойкости , он дополнительно содержит кальций и один или более карбонитридов металлов, выбранных из группы, содержащей титан и редкоземельные элементы, при следующем соотношении компонентов, мае, % : Углерод 2,8-3,2 2,0-2,6 Кремний 0,8-1,6 Марганец 0,03-0,12 Кальций Один или более карбонитридов металлов, выбранных КЗ группы, содержащей титан и редкоземельные эле0,03-1,10 менты Железо Остальное сл