Чугун Советский патент 1982 года по МПК C22C37/00 

(54) ЧУГУН.

1

Изобретение относится к металлургии, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа и может быть использовано для получения отливок, обладающих высокой прочностью и износостойкостью.

Широко известны чугуны, содержащие углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, сурьму и железо в качестве основы.

Наиболее близким по состгву является чугун 1 , содержащий ингредиенты в следующем соотношении, вес.%:

Углерод3,0-3,4

Кремний1,6-2,2

Марганец0,005-0,04

Сера0,1-0,2

Сурьма0,15-ОД 5

ЖелезоОстальное

Известный чугун имеет недостаточно высокую прочность, а также недостаточно высокую твер-;. дость, что оказывает существенное влияние на износостойкость.

Цель изобретения - повьпиение предела прогости при изгибе, твердости и износостойкости чугуна.

Указанная цель достигается тем, что в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, серу и железо, дополнительно введен ванадий при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Углерод3,0-3,4

Кремний1,6-2,2

Шрганец0,005-0,04

Сурьма0,15-0,25

Сера0,1-0,2

10

Ванадий0,15-0,45

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содержит, вес.%:

Хромдо 0,01

15

НикельдоТЗ,02

Фосфордо 0,01

Введение в состав чугуна ванадия приводт к повыщенню дисперсности: перлита, измельчению первичных дендритов аустенита и тем

20 самым повышает предел прочности при изгибе. и твердость. Наличие вг структуре высокодиоперсного перлита способствует снижению склонт ноет к 1ьйсрашиванию на поверхности пары трения. Снижение абразивного взаимодействия пары трения позволяет значительно повысить долговечность деталей, работающих в условиях трения скольжения. Нижний предел коицентршши ванадия (0,15%) в чугуне связан с получением удовлетворительных механических свойств и износостойкости сплавов, а верхний предел (0,45%) выбран исходя из того, что при наличии в составе предложенного чугуна ванадия более 0,45%, иаблюдается с нженне предела прочности при изгибе и повышается склонность к отбелу в массивных сечениях отливки (толщ ной более 30 мм). Оптимальный состав сплава содержит, %; углерод 3,2, кремний 1,9, маргане 0,02, сера 0,15, сурьма ф, ванадий 0,3. В известном чугуне полная перлитизация .достигается при концентрации сурьмы 0,15 в отливках с толщиной стенки 5 - |,lO мм. Однако в массивных отливках (толщи: .ной выше 30 мм) при содержанни компонентов на нижнем и верхнем пределах появляется . . до 5% феррита. В предложенном чугуне полная перлитизация в отливках (толщиной выще 30 мм) достигается при концентрации ванадия 0,15-0,45%. При зтом повышается до 480 МПа предел прочности при изгибе и до 241 НВ твердость. Изностостойкость предлагаемого состава во всех исследован-ных интервалах выще, чем у известного, что связано с высокой дисперсностью и термостойкостью перлита металлической матрицы, мелкопластинчатыми включениями графита, равномерно распределенными в структуре. Пример. Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой. В качестве шихты для получения сплава используют ваиадийсодержащие металлизованные окатыши, электродный бой, ферросилиций, серу, ферромарганец, феррованадий, сурьму. Сурьма и недостающее количество ванадия вводится в печь перед разливкой. Образцы заливают в сухие песчаные формы. Испытания на износ проводят в условиях сухого трения скольже-, ния при удельной нагрузке 12 кг/см и скорости скольжения 1,2 м/с. Износостойкость оценивают в г, отнесенных к 1 км пробега. Полученные сравнительные данные приведены в таблице.