Чугун Советский патент 1981 года по МПК C22C37/10 

. .

Изобретение относится к металлургии, конкретно к чугунам для тормозных кОлодок железнодорожных вагонов. Известен чугун Cl .следующего химического состава, вес.%:

Углерод 3,4-4,3 Кремний0,6-2,4

Марганец 0,2-1,0 Ванадий0,03-6,15

Титан0,03-0,2

Фосфор0,35-1,2

Такой чугун характеризуется недос- таточно высокойпрбчностью и изйосостойкостью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун состава, вес.%:

Углерод2,7-3,5

Кремний1-2

Марганец 0,4-1,5 Фосфор1-3

титан0,3-0,7

Ванадий0,05-0,3

ЖелезоОстальное

Вместо ванадия чугун может содержать хром (0,1-1,25 вес.% или молиб ден Го, вёс.%) и до 0,15% серы 12

Недостатки этого чугуна - низкие прочность, износостойкость и.коэффициент трения.

Целб изобретения - повышение прочности , износостойкости и коэффициен- а трения.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, титан, фосфор, ванадий и железо, дополнительно содержит а юмйний и медь при следукнцем соотношении компонентов,вес.%: Углерод2-3,6

Кремний0,05-2,5

Марганец 0,2-1,5 Титан0,005-0,7

Фосфор1-4

Ванадий 0.,05-2,0 АгюминиЙ0,05-2,0

Медь0,01-4,0

ЖелезоОстальное

25

В таблице приведены химический состав и механические свойства предлагаемого чугуна в сравнении с известным.

Наличие титана, ванадия необходимо для упрочнения матрицы карбидами. Для предотвращения искрения колодок в тяжелых режимах торможения содержание фосфора повышено до 4,0%. Оптимальное содержание фосфора составляет 3,2-3,5%. Помимо предотвращения искрения, при указанном содержании фосфора достигается более высокая износостойкость чугуна и достаточно высокий коэффициент трения.

Алюминий вводится в чугун, чтобы получить структуру без вьщеления эвтектического цементита и для измельчения сетки фосфидной эвтектики. Следует отметить, что в предлагаемом чугуне допускается полное отсутствие кремния и замена его алюминием.

С целью перлитизации чугунной матрицы, измельчения ее структуры, улучшения распределения фосфидной эвтектики и графита по объему металла, а также повышения коррозионной стойкости в чугун вводится медь.

Введение указанных элементов одновременно с повышением содержания фосфора позволяет значительно повысить прпчностные характеристики чугуна, снизить износ колодок до 8 раз по сравнению с обычным чугуном при одновременном уменьшении износа колес, обеспечить достаточно высокий коэффициент тренгия и полностью ликвидировать искрение при торможении.

При внедрении предлагаемого чугуна в производство можно получить экономию чугуна не менее 150 тыс.т в год с экономическим эффектом более 35 млн.р.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, титан, фосфор, ванадий и железо, .отличающийся тем, что, с целью повышения прочности , износостойкости, он дополнительно содержит алкйлиний и медь при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод2-3,6

Кремний0,05-2,5

Марганец0,2-1,5

Титан 0,005-0,7 Фосфор1-4

Ванадий0,05-2,0

Алюминий0,05-2,0

Медь0,01-1,0

ЖелезоОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР I 487157, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2.Патент США № 3767386,

кл. 75-123 D, С 22 С 37/06, 16.69(02), 1975.