Чугун Советский патент 1989 года по МПК C22C37/10 

Химический состав чугунов опытных плавок приведен в табл. 1.

Механические и эксплуатационные свойства чугунов приведены в табл. 2

Определение эксплуатационной стойкости вытяжных штампов, износостойкости в условиях полусухого трения и приведенного износа образцов проводят после термической обработки чугунов по режиму: нагрев до 880- 900°С, выдержка в течение 3-5 ч, нор мализация, нагрев до 200-240°С и выдержка в течение 1,5-2 ч. Структура чугуна после термообработки перлитная, графит - Гр„}25 и Г ро,3 50. От- бел в отливках после термообработки отсутствовал, содержание цементита в чугунах составов 2-7 не превышало 3%.

Износостойкость в условиях полусухого трения определяют на образцах с прямоугольным сечением 16x10 мм на машине СИАМ-2 - в режиме с колебаниями момента трения 1,9-3 Н/м. Общая продолжительность цикла испытаний - 90 гс, изменение скорости скольжения - 3,7-14,8 м/с. Одновременно ис- ,пытывались по 3 образца с общей площадью 4,8 см2.

Дополнительное введение сурьмы стабилизирует перлит, повышает твердость и износостойкость чугуна, что способствует повышению усталостной прочности и эксплуатационной стойкости. При содержании сурьмы выше 0,18% вследствие недостаточной ее растворимости в матрице снижается усталостная прочность и термическая стойкость. При снижении концентрации сурьмы нижнего предела снижается твердость.

При концентрации боридов титана или ванадия менее 0,03% их модифицирующий эффект проявляется слабо и стабилизации плотности, износостойкости, усталостной прочности не достигается, а при увеличении концентрации их более 0,12% снижаются пластические свойства, повышается склонность к трещинам и снижается эксплуатационная стойкость износа и повышаются эксплуатационные свойства. При его концентрации до 0,26% микролегирующее влияние никеля на стабильность износа и механические свойства проявляется слабо. При увеличении содержания никеля более 0,42% снижаются твердость, ударная

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

вязкость, износостойкость и срок службы вытяжных штампов.

При концентрации кобальта до 0,08% микролегирующий эффект и повышение усталостной прочности и износостойкости проявляются слабо, а при содержании кобальта выше верхнего предела увеличивается склонность к образованию трещин и снижению пластических свойств и эксплуатационной стойкости в условиях высоких статических и динамических нагрузок.

Как следует из табл. 2, предлагаемый чугун по сравнению с известным имеет более высокий уровень свойств, что позволяет повысить срок службы изготовленения из него отливок.

Чугун состава 1 содержит также 0,1% титана, 0,02% ванадия, 0,3% меди, 0,01% молибдена, 0,01% вольфрама, 0,02% церия, 0,002% олова.

Определение приведенного износа чугунов производят при удельной работе трения 2,0 кДж/см2 и скорости скольжения 12 м/с на машине трения ИМ-58 при работе в паре со сталью 45.

Термическую стойкость определяют методом термоциклирования в интервале температур 20-920°С до появления на кольцевых технологических пробах (0 180 мм, высота 30 мм) трещин.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, кобальт, магний, титан, ванадий, кальций, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердое- ти, износо- и термостойкости, он дополнительно содержит сурьму, а , ванадий или титан вводят в виде боридов при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Кр емний

Марганец

Хром

Никель

Кобальт

Магний

Кальций

Алюминий

Сурьма

2,9-3,4 1,9-2,5 0,81-1,4 0,15-0,37 0,26-0,42 0,08-0, 28 0,06-0,12 0,01-0,05 0,06-0,15 0,03-0,18

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для изготовления вытяжных штампов. Цель изобретения - повышение срока службы за счет увеличения усталостной прочности, твердости, износо-и термостойкости. Чугун имеет следующий состав, мас.%: C 2,9-3,4

SI 1,9-2,5

MN 0,81-1,40

CR 0,15-0,37

NI 0,26-0,42

CO 0,08-0,28

MG 0,06-0,12

CL 0,01-0,05

AL 0,06-0,15

SB 0,03-0,18

бориды одного металла из группы, содержащей титан или ванадий 0,03-0,12

FE - остальное. В результате дополнительного введения в чугун сурьмы и бора в виде боридов срок службы изготовленных из него отливок повышается на 83-143% за счет повышения σ_-1 до 415-485 МПа, твердости до 265-278 НВ, износе при полусухом трении на машине СИАН-2 /момент трения 1,9-3,0 н/м, скорость скольжения 3,7-14,8 м/с/ равном 10,34-13,9 мг/см² ч. приведенном износе на машине ИМ-58 по ГОСТ 1050-74 /момент трения 2кДж/см², скорость скольжения 12 м/с/ в паре со сталью 15, равном 0,3-1,0 мг/м².ч и термостойкости в интервале температур 20-920°С на кольцевых пробах /180 и высота зоны/, равной 1404-1776 циклам. 2 табл.