Чугун Советский патент 1982 года по МПК C22C37/00 

(5) ЧУГУН

I

Изобретение относится к металлургии , в частности к чугу.нам с повышенной абразивостойкостью и удароустойчивостью.

tl следующего хиИзвестен чугун вес.%: мического состава, 3-3,8

Углерод

1,5-3

Кремний

0,3-1,+

Марганец

0,1-0,26

Молибден 0,,1

Магний Остальное

Железо

Чугун пригоден для изготовления зубчатых колес и обладает высокими усталостной и контактной прочностью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун 2 следующего химического состава, вес.

Углерод 2,6-3,0

Кремний 2,7-3,2

Марганец 3,0-4,5

Магний0,,06

ЖелезоОстальное

В качестве примесей чугун содержит серу в количестве 0,01-0,02 вес. и фосфор 0,001-0,01 вес.. Структура этого чугуна состоит из перлито-мартенситной металлической матрицы и графитных включений, механические характеристики: предел прочности (6иЬ кг/мм 1,5-58,2; стрела прогиба. {(0,3-0,5; твердость (НВ) 290 ед; ударная вязкость (а , кгм/см) 0,12610

0,255.

Недостатком этого чугуна является то, что он обладает низкой вязкостью, а также удароустойчивостью .и связи с тем, что имеет перлито-мартен15ситную металлическую к атрицу и, как видно из приведенных механических характеристик, низкие значения удлинения и твердости.

Цель изобретения - повышение удар20ной вязкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний и железо, допол3 . 9 нительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, весД: Углерод -2,5-2,8 . Кремний2,6-2,9 Марганец . 1,7-2,0 Магнийfl,oij-0,06 Никель2,0-2,t ЖелезоОстальное В качестве примесей чугун содержит, вес.%: Сера0,005-0,02 Фосфор 0,005-0,02 При введении в чугун никеля, наряду с .абразивостойкостью, повышается удароустойчивость чугуна в связи с тем, что чугун приобретает структуру металлической матрицы, состоящей из аустенита, отпущенного мартенсита и бейнита. Низкий отпуск мартенсита происходит самопроизвольно в процессе охлаждения чугунных деталей в формах. Механические характеристики преД лагаемого чугуна:6ц5г- 0. f 2,2-3,2 мм; а,, 2,2-3,7 кгм/см Hftj. ItA-it6: Пределы по содержанию отдельных компонентов в чугуне объясняются следующим образом. Углерод в количестве менее 2,5 не обеспечивает гарантированно получение серого чугуна. Чугун содержаоий ниже 2,5% углерода, кристаллизуется с отбелом. При содержании углерода выше 2,8% чугун кристаллизуется , но наблюдает-ся огрубление графитных включений. При содержании, углерода в пределах 2,5г2,8% чугун кристаллизуется серым без отбела и имеет графитные включения сред него размера. Кремний при содержании в чугуне менее 2,6% и данном содержании марган ца не подавляет полностью выделения эвтектического цементита. При содержа НИИ кремния более 2,3% чугун.кристаллизуется полностью серым, но увеличивается доля графитной эвтектики, что приводит к увеличению количества графита и снижению абразивостойкости и удароустойчивости чугуна. При соде жании кремния в пределах 2,6-2,9 чугун .кристаллизуется без отбела и доля графитной эвтектики обеспечивает хорошее сочетание абразивостойкости и удароустойчивости. Марганец при концентрации ниже 1,7 в чугуне и содержании других компонентов в указанных пределах спо , 4 собствует образованию перлитной структуры металлической матрицы, что снижает абразивостойкость чугуна. При содержании выше 2,0 образуется большое количество мартенсита и некоторое количество перлита, что приводит к понижению удароустойчивости. В пределах 1,7-2,0 марганец способствует получению, наряду с перлитом, определенной доли мартенсита, чем обеспечивается достижение твердости, необходимой для высокой абразивостойкости чугуна. Никель при содержании ниже 2,0% не подавляет полностью перлитное прерращение. Чугун с указанным соотно| ением компонентов - углерода, крем-, ния, марганца, содержащий менее 2,0% Nij имеет перлито-мартенсито-аустенитную структуру матрицы и, вследствие этого, недостаточно высокую удароустойчивость. Никель при содержании выше 2,% способствует образованию в микроструктуре чугуна большого количества аустенита, что понижает абразивостойкость чугуна. Никель в пределах 2, при содержании ос- , тельных компонентЬв в пределах предлагаемого состава способствует достижению наилучшей мартенсито-бейнитоаустенитной .структуры мetaлличecкoй матрицы, обеспечивающей одновременно высокую абразивостойкость и удароустойчивость чугуна. Фосфор допускается в пределах до 0,02, чтобы не выделялась фосфидная эвтектика. Сера допускается в пределах до 0,01, чтобы не выделялись сульфиды. Пример. В 60 кг индукционной печи выплавляют чугуны предлагаемого состава и разливают в горячие земляные формы диаметром ЗОибОммив холодные земляные формы диаметром 60 мм. Микроструктура чугунов состоит из среднедисперсного графита и бейнито-мартенсито-аустенитной матрицы. Механические свойства приведены таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый чугун обладает одновременно повышенной абразивостойкостью и удароустойчивостью. Технология выплавки предлагаемого чугуна не меняется по сравнению с используемой для известного.

II

CtfO S

0)I-2

a(Dz

crn;(1) 7 Формула изобретения Чугун, содержащийуглерод, кремний, марганец, магний и железо, о т л и ч ающи йс я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, он дополнительно содержит никель при следующем соотношении компонентов, весД: Углерод 2,5-2,8 Кремний 2,6-2,9 910827 пр кл V Марганец 1,7-2,0 0,0t-0,06 Магний 2,0-2, Никель Железо Остальное Источники информации, нятые во внимание при экспертизе 1.Патент Финляндии № f9732, С 22 С 37/0, 1975. 2.Авторское свидетельство СССР 92585, кл. С 22 С 37/00, 1976.