RU2647960C2 - Сплав, изделие и соответствующие способы получения - Google Patents

Сплав, изделие и соответствующие способы получения Download PDF

Info

Publication number
RU2647960C2
RU2647960C2 RU2013134326A RU2013134326A RU2647960C2 RU 2647960 C2 RU2647960 C2 RU 2647960C2 RU 2013134326 A RU2013134326 A RU 2013134326A RU 2013134326 A RU2013134326 A RU 2013134326A RU 2647960 C2 RU2647960 C2 RU 2647960C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
product
alloy
content
spherical graphite
Prior art date
Application number
RU2013134326A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2013134326A (ru
Inventor
Жан-Батист ПРЮНЬЕ
Original Assignee
Ферри Капитэн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ферри Капитэн filed Critical Ферри Капитэн
Publication of RU2013134326A publication Critical patent/RU2013134326A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2647960C2 publication Critical patent/RU2647960C2/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Изобретение относится к чугунному сплаву со сферическим графитом и может быть использовано для изготовления зубчатых колес и зубчатых шестерен. Чугун со сферическим графитом содержит, в мас.%: углерод от 2,5 до 4, кремний от 1,5 до 4,4, магний от 0,02 до 0,1, никель от 3,5 до 7, медь от 0,5 до 3, молибден от 0,15 до 1, железо и неизбежные примеси - остальное. Изобретение направлено на изготовление изделий из чугуна с большой передающей мощностью. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

Description

Настоящее изобретение относится к чугунному сплаву со сферическим графитом.
Из уровня техники известны зубчатые шестерни, которые, например, используют для передачи движения дробилке. Эти шестерни выполнены из чугуна со сферическим графитом или из стали.
В уровне техники зубчатые шестерни из чугуна со сферическим графитом рассчитывают по стандарту AGMA 6014 (соответственно 6114) или по стандарту ISO 6336.
В соответствии со стандартом ISO 6336 допустимые максимальные напряжения приводятся в виде кривых в части 5 этого стандарта, кривых σHlim (напряжение при давлении) и σflim (напряжение при изгибе основания зубца) в зависимости от твердости. Чем выше твердость, тем выше допустимые максимальные напряжения и, следовательно, больше передающая мощность шестерни.
На кривых, приведенных в ISO 6336, диапазон твердости достигает 300 НВ, полученные сорта соответствуют стандарту EN 1563 - сорта чугуна со сферическим графитом, - в котором принимают во внимание только сорта с ферритной, перлитной и/или мартенситной отпущенной матрицей.
Для вычислений по стандартам AGMA 6014 (соответственно 6114) ссылки делаются на стандарты материала ASTM A536 и ISO 1038. Кривые, показывающие допустимые напряжения в зависимости от твердости, приведены примерно до 340 НВ. Но для высокой твердости в стандартах существуют соответствующие сорта.
Современные сорта чугуна позволяют получать зубчатые шестерни в лучшем случае с твердостью 320 НВ. При очень высокой мощности они достигают предела их использования, и в настоящее время единственное решение заключается в изменении материала путем перехода к фасонной стали. Твердость 320 НВ современного чугуна получают путем закаливания с последующим отпуском.
Также существуют сорта в соответствии с EN 1564 - сорта чугуна со сферическим графитом, полученные ступенчатой закалкой, называемые чугунами ADI, для которых значения σHlim и σflim также определяют в зависимости от диапазона твердости. Ступенчатую закалку осуществляют в соляной ванне. Для получения зубчатых шестерен нужны баки большого размера.
Цель изобретения заключается в том, чтобы обеспечить изготовление изделия из чугуна с большой передающей мощностью. В частности, объектом изобретения является изготовление изделия из чугуна, такого как зубчатая шестерня, в частности, большого размера, из чугуна со сферическим графитом.
Задача заключается в том, чтобы получать сорт сплава, который обладает этими критериями, в частности простыми и экономичными средствами термической обработки.
С этой целью объектом изобретения является сплав, такой как указан в пункте 1 формулы изобретения.
В соответствии с частными вариантами осуществления сплав имеет одну или несколько характеристик, указанных в пунктах 2-8 формулы изобретения.
Объектом изобретения также является изделие, которое изготовлено из сплава, такого, как описан выше, и которое определено в пунктах 9 и 10 формулы изобретения.
Изобретение также относится к способам изготовления изделия, которые определены в пунктах 11-13 формулы изобретения.
Изобретение будет более понятно из описания, приведенного ниже исключительно в качестве примера.
Объектом изобретения является чугунный сплав со сферическим графитом. Он позволяет получать высокие показатели твердости и, следовательно, высокие допустимые напряжения, в частности, деталей большого размера.
Изделие, например, представляет собой зубчатое колесо или зубчатую шестерню. Изделием предпочтительно является изделие большого размера, а именно имеющее наибольший размер не менее 2000 мм. Предпочтительно изделие имеет внешний диаметр по меньшей мере 2000 мм, или по меньшей мере 3000 мм, или по меньшей мере 6000 мм. Толщина по оси, главным образом ширина зубчатого венца, самая широкая часть изделия, составляет, например, по меньшей мере 150 мм, или по меньшей мере 250 мм, или по меньшей мере 550 мм. Толщина обода зубчатой шестерни по изобретению составляет по меньшей мере 80 мм, или по меньшей мере 120 мм, или по меньшей мере 150 мм, и модуль составляет по меньшей мере 10, или по меньшей мере 16, или по меньшей мере 22, или по меньшей мере 25.
Предпочтительно высокая твердость достигается путем термической обработки отпуском. Твердость зависит от состава сплава и, возможно, разных термических обработок, которым изделие подвергается в процессе его производства, независимо от того, происходит ли это во время охлаждения после отливки или при последующих помещениях в печь.
Все показатели приведены далее в массовых % от общей массы.
Первым аспектом изобретения является химический состав сплава.
Сплав представляет собой чугун со сферическим графитом.
В его основной состав входит железо, добавки и неизбежные примеси. Добавками являются углерод (С), кремний (Si) и магний (Mg). Остальным составляющим сплав элементом является, следовательно, железо (Fe).
Кроме основного состава сплав главным образом содержит от 3,5 до 7% никеля (Ni), от 0,5 до 3% меди (Cu) и от 0,15 до 1% молибдена (Mo).
Дополнительно сплав может содержать до 1% или до 0,8% марганца (Mn).
Дополнительно сплав может содержать до 0,4% хрома (Cr).
Дополнительно сплав может содержать от 2,5 до 4% углерода (С) и от 1,5 до 4,4% кремния (Si).
Содержание никеля (Ni) в сплаве может составлять по меньшей мере 3,5%, 4%, 4,1%, 4,2%, 4,3%, 4,4%, 4,5% или 4,8% и не более 7%, 6,5%, 6% или 5,8%.
Содержание молибдена (Мо) может составлять от по меньшей мере 0,15, 0,25 или 0,3 до не более 1%, 0,8% или 0,5%.
Содержание меди (Cu) может составлять от по меньшей мере 0,5, 1 или 1,5 до не более 3%, 2,5% или 2,2%.
Следует отметить, что нижние и верхние пределы содержания, указанные выше, не зависят одни от других. Содержание никеля может, например, составлять от 4,4 до 7%.
Содержание углерода (С) может составлять от 3 до 3,6%.
Содержание кремния (Si) может составлять от 1,8 до 2,4%.
Содержание хрома (Cr) может быть меньше 0,2%.
Содержание марганца (Mn) может быть выше 0,2%.
Сплав по изобретению может состоять из указанных выше элементов, при этом марганец (Mn), и/или хром (Cr), и/или фосфор (P), и/или сера (S) является/являются одним или несколькими элементами по выбору или присутствуют в виде следов.
В примере сплав содержит кроме железа (Fe) и неизбежных примесей следующие элементы в указанных пределах:
C Si Ni Mo Cu Mn Cr Mg P S
Мин. 2,5 1,5 3,5 0,15 0,5 0,02
Макс. 4 4,4 7 1 3 1 0,4 0,1 0,04 0,015
В качестве примера твердость сплава, которая может быть получена по изобретению, указана ниже в зависимости от химического состава, кроме базовой композиции:
Ni Mo Cu C Si Mn
HB 320 4,3-5,6 0,3-0,45 1,5-2 3,3-3,45 1,8-2 0,3-0,6
HB 330 4,6-5,9 0,3-0,45 1,5-2 3,3-3,45 1,8-2 0,3-0,6
HB 340 4,7-6 0,3-0,45 1,5-2 3,3-3,45 1,8-2 0,3-0,6
HB 350 4,8-6,1 0,35-0,5 1,5-2 3,3-3,45 1,8-2 0,3-0,6
HB 360 4,9-6,2 0,35-0,5 1,5-2 3,3-3,45 1,8-2 0,3-0,6
Вторым аспектом изобретения является способ изготовления изделия из сплава по изобретению.
Прежде всего, изделие отливают в форме.
После отливки изделия его подвергают охлаждению, в частности медленному охлаждению в форме, в частности, до комнатной температуры (<50°С). Затем изделие подвергают термической обработке. Термин «медленный» означает меньше 100°С/ч, 80°С/ч или 50°С/ч. Медленное охлаждение предпочтительно происходит в процессе всего охлаждения.
Термическая обработка заключается в отпуске. Это термическая обработка в массе, она обеспечивает желаемую и указанную выше твердость по всей толщине изделия. Таким образом, твердость распространяется не только на несколько миллиметров от поверхности.
Затем изделие обрабатывается, в частности, на токарном станке, и в случае зубчатой шестерни вырезаются зубья.
Твердость НВ сплава по изобретению и, в частности, чугуна со сферическим графитом, составляет от 320 до 400 НВ. Изделие из этого сплава позволяет таким образом передавать очень высокие мощности.
Полученная металлографическая структура сплава состоит из 90% узелков типа VI или V (в соответствии с EN ISO 945-1) и бейнитной матрицы, которая может содержать остаточный аустенит (до 10%), карбиды (до 5%), мартенсит отпуска (до 5%) и перлит (до 20%).
Характеристики, полученные по отлитому образцу, следующие:
Толщина (мм) Механические свойства
Образец Предел прочности (МПа) Предел упругости 0,2 мин (МПа) Растяжение мин (%) Предельное сопротивление износу в основании зубца σFlim (Н/мм2) Предельное сопротивле-ние износу профиля зубца σHlim (Н/мм2)
Образец 1(тип НВ320) ≥80 850 570 1 256-330 730-840
Образец 2(тип НВ330) ≥80 860 580 1 259-306 745-855
Образец 3(тип НВ340) ≥80 880 600 1 263-310 760-870
Образец 4(тип НВ350) ≥80 890 610 1 267-314 775-885
Образец 5(тип НВ360) ≥80 910 630 1 271-318 790-900
Значения предельного сопротивления износу приведены для расчета в соответствии с ISO 6336.

Claims (20)

1. Чугун со сферическим графитом, содержащий, в мас.%:
углерод (С) от 2,5 до 4,
кремний (Si) от 1,5 до 4,4,
магний (Mg) от 0,02 до 0,1,
никель (Ni) от 3,5 до 7,
медь (Cu) от 0,5 до 3,
молибден (Мо) от 0,15 до 1,
железо (Fe) и неизбежные примеси - остальное.
2. Чугун по п. 1, который дополнительно содержит марганец (Mn) ≤1%, преимущественно ≤0,8%.
3. Чугун по п. 1 или 2, который дополнительно содержит хром (Cr) <0,4%, и/или фосфор (Р) <0,4%, и/или серу (S) <0,015%.
4. Чугун по п. 1, в котором нижний предел содержания никеля (Ni) составляет по меньшей мере 3,5 мас.%, 4 мас.%, 4,1 мас.%, 4,2 мас.%, 4,3 мас.%, 4,4 мас.%, 4,5 мас.% или 4,8 мас.%, а верхний предел его содержания составляет не более 7 мас.%, 6,5 мас.%, 6 мас.% или 5,8 мас.%.
5. Чугун по п. 1, в котором нижний предел содержания меди (Cu) составляет по меньшей мере 0,5 мас.%, 1 мас.% или 1,5 мас.%, а верхний предел - не более 3 мас.%, 2,5 мас.% или 2,2 мас.%.
6. Чугун по п. 1, в котором нижний предел содержания молибдена (Мо) составляет по меньшей мере 0,15 мас.%, 0,25 мас.% или 0,3 мас.%, а верхний предел - не более 1 мас.%, 0,8 мас.% или 0,5 мас.%.
7. Изделие из чугуна, в частности
зубчатое колесо или зубчатая шестерня, отличающееся тем, что оно выполнено из чугуна по любому из пп. 1-6.
8. Изделие по п. 7, отличающееся тем, что наибольший размер изделия составляет по меньшей мере 2000 мм.
9. Способ получения изделия по п. 7 или 8, включающий следующие стадии:
- отливку заготовки в форме,
- охлаждение литой заготовки в форме со скоростью меньше 100°С/ч, 80°С/ч или 50°С/ч с получением изделия,
- отпуск полученного изделия.
RU2013134326A 2012-07-23 2013-07-22 Сплав, изделие и соответствующие способы получения RU2647960C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1257099 2012-07-23
FR1257099A FR2993575B1 (fr) 2012-07-23 2012-07-23 Alliage, piece et procede de fabrication correspondants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013134326A RU2013134326A (ru) 2015-01-27
RU2647960C2 true RU2647960C2 (ru) 2018-03-21

Family

ID=47003061

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013134326A RU2647960C2 (ru) 2012-07-23 2013-07-22 Сплав, изделие и соответствующие способы получения

Country Status (13)

Country Link
US (1) US10266927B2 (ru)
EP (1) EP2690187B1 (ru)
KR (1) KR102194086B1 (ru)
CN (1) CN103572148A (ru)
AU (1) AU2013204216B2 (ru)
CA (2) CA2831047C (ru)
CL (1) CL2013002076A1 (ru)
DK (1) DK2690187T3 (ru)
ES (1) ES2774225T3 (ru)
FR (1) FR2993575B1 (ru)
PE (1) PE20141290A1 (ru)
PL (1) PL2690187T3 (ru)
RU (1) RU2647960C2 (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103882309B (zh) * 2014-02-18 2016-08-17 芜湖市鸿坤汽车零部件有限公司 一种用于制作蜗轮的合金材料及其制备方法
US20190264304A1 (en) * 2016-11-18 2019-08-29 Michigan Technological University Ductile iron alloys and materials including a thin-wall layer of a ductile iron alloy
RU2733940C1 (ru) * 2020-03-02 2020-10-08 Денис Александрович Габец Чугун
CN114807734A (zh) * 2022-05-18 2022-07-29 广东美芝制冷设备有限公司 球墨铸铁、活塞及其制备方法和压缩机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999019525A1 (en) * 1997-10-14 1999-04-22 Camcast Industries Pty. Ltd. Iron alloy containing molybdenum
RU2384641C1 (ru) * 2009-03-20 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") Износостойкий чугун
RU2395366C1 (ru) * 2009-06-10 2010-07-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение "Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения" Способ получения отливок из легированного чугуна
CN102220543A (zh) * 2011-06-24 2011-10-19 刘文喜 水泵上应用的高强度耐磨球墨铸铁

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3147461C2 (de) * 1981-12-01 1983-10-13 Goetze Ag, 5093 Burscheid Verschleißfeste Gußeisenlegierung hoher Festigkeit mit sphärolithischer Graphitausscheidung, ihr Herstellungsverfahren und ihre Verwendung
JPS61133361A (ja) * 1984-11-30 1986-06-20 Ngk Insulators Ltd 球状黒鉛鋳鉄およびその製造方法
KR910000542B1 (ko) * 1988-06-24 1991-01-26 한국과학기술원 에너지 회생회로를 가지는 전류원 인버터회로
CN1043754A (zh) * 1988-12-21 1990-07-11 机械制造工艺科学生产联合公司 球墨铸铁
US5082507A (en) * 1990-10-26 1992-01-21 Curry Gregory T Austempered ductile iron gear and method of making it
US20050189043A1 (en) * 2004-02-12 2005-09-01 Technologica Method of fabricating spheroidal graphite cast iron parts of high precision, geometrically and dimensionally, and having improved mechanical characteristics
FR2866351B1 (fr) * 2004-02-12 2006-04-28 Technologica Sarl Procede de fabrication de pieces en fonte a graphite spheroidal de grande precision geometrique et dimensionnelle et a caracteristiques mecaniques ameliorees
DE102005010090A1 (de) * 2005-03-04 2006-09-07 Federal-Mogul Friedberg Gmbh Gusseisen-Werkstoff mit Graphitausbildung
US20110017364A1 (en) * 2009-07-23 2011-01-27 General Electric Company Heavy austempered ductile iron components
IT1400634B1 (it) * 2010-06-18 2013-06-14 Zanardi Fonderie S P A Procedimento per la produzione di componenti meccanici in ghisa sferoidale austemperata particolarmente resistente all'usura.

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999019525A1 (en) * 1997-10-14 1999-04-22 Camcast Industries Pty. Ltd. Iron alloy containing molybdenum
RU2384641C1 (ru) * 2009-03-20 2010-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") Износостойкий чугун
RU2395366C1 (ru) * 2009-06-10 2010-07-27 Открытое Акционерное Общество "Научно-Производственное Объединение "Центральный Научно-Исследовательский Институт Технологии Машиностроения" Способ получения отливок из легированного чугуна
CN102220543A (zh) * 2011-06-24 2011-10-19 刘文喜 水泵上应用的高强度耐磨球墨铸铁

Also Published As

Publication number Publication date
EP2690187A2 (fr) 2014-01-29
CL2013002076A1 (es) 2014-05-16
CA2821043A1 (fr) 2014-01-23
ES2774225T3 (es) 2020-07-17
US10266927B2 (en) 2019-04-23
PL2690187T3 (pl) 2020-08-10
AU2013204216A1 (en) 2014-02-06
US20140023548A1 (en) 2014-01-23
KR20140012898A (ko) 2014-02-04
RU2013134326A (ru) 2015-01-27
DK2690187T3 (da) 2020-04-06
EP2690187B1 (fr) 2020-02-12
CN103572148A (zh) 2014-02-12
FR2993575B1 (fr) 2016-07-22
AU2013204216B2 (en) 2015-12-24
FR2993575A1 (fr) 2014-01-24
PE20141290A1 (es) 2014-10-17
CA2831047A1 (fr) 2014-01-23
EP2690187A3 (fr) 2016-01-27
KR102194086B1 (ko) 2020-12-22
CA2831047C (fr) 2020-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5862802B2 (ja) 浸炭用鋼
WO2015098106A1 (ja) 浸炭鋼部品の製造方法及び浸炭鋼部品
EP1746176A1 (en) Steel with excellent delayed fracture resistance and tensile strength of 1600 MPa class or more, its shaped articles, and methods of production of the same
JP6212473B2 (ja) 高強度ばね用圧延材及びこれを用いた高強度ばね用ワイヤ
RU2647960C2 (ru) Сплав, изделие и соответствующие способы получения
JPH08311607A (ja) 歯元曲げ強度に優れた低歪浸炭歯車およびその製造方法
CN109689911A (zh) 表面硬化钢及其制造方法以及齿轮部件的制造方法
JP5700174B2 (ja) 高周波焼入れ用鋼材
JP2011510175A (ja) 高合金冷間ダイス鋼
JP5804832B2 (ja) ねじり疲労特性に優れた浸炭用鋼からなる鋼材
JP4773106B2 (ja) 強度−捻れ特性バランスに優れた鋼部品およびその製造方法と該鋼部品用鋼材
RU2381295C2 (ru) Сталь для деталей машин, способ изготовления деталей машин из этой стали и изготовленные детали машин
JP2016204752A (ja) 肌焼鋼および肌焼鋼の製造方法
JP2012052218A (ja) ばね用鋼線及びその製造方法、並びにばね
JP7205112B2 (ja) 浸炭窒化用鋼
JP5594521B2 (ja) ベルト式ｃｖｔのエレメント用鋼及びこれを用いたエレメント
KR20100057823A (ko) 괴상 성형된 기계 부품의 제조용 스틸
JP2009256769A (ja) 浸炭用鋼材の製造方法
KR101713677B1 (ko) 전동피로수명 특성이 우수한 고질소 공기 경화형 베어링강 및 그 제조방법
WO2020138432A1 (ja) 鋼材
JP6825605B2 (ja) 浸炭部材
JP2017071859A (ja) 非調質鋼およびその製造方法
JP6635100B2 (ja) 肌焼鋼
JP2019077916A (ja) 浸炭用鋼材および浸炭部材
RU2413029C2 (ru) Мартенситная азотсодержащая коррозионно-стойкая сталь