SU1090751A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, молибден и железо, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  механических свойств, повышени  износостойкости и снижени  отбела, он дополнительно содержит хром, медь и редкоземельные элементы при следующем,соотноиюнии компонентов, мае.%: 3,0-3,4 Углерод 1,6-3,0 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,08-0,10 Сера 0,05-0,14 Сурьма 0,10-0,40 Молибден 0,10-0,80 Хром 0,30-0,80 Медь Редко 3 емель н ые с SS 0,02-0,035 элементы Остальное Железо (Л С

Description

со

О

ел Изобретение относитс  к металл гии, в частности к разработке сос вов чугуна дл  отливок обладающих высокими механическими свойствами износостойкостью и затвердевающих частичным отбелом. Известен чугун. Cl 1,сс(держащий мае.%: Углерод2,5-3,5 Кремний / 1,5-2,5 Марганец . 0,4-0,9 Сера0,23-0,9 Фосфор0,23-1,0 ЖелезоОстальное Недостатками данного чугуна  в ютс  недостаточные механические св ства/ износостойкость и высока  склонность к отбелу. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату  вл етс  чугун Г2 содержащий, мае.%: Углерод.3,0-3,4 Кремний1,6-2,2 Марганец 0,005-0,04 Сера0,08-0,10 Сурьма0,05-0,14 Молибден0,1-0,4 Железо - Остальное Однако известный чугун вследст комплексного легировани  металл;1че ской матрицы кремнием, сурьмой,молиб ном имеет неудовлетворительные механические свойства, износостойкость и склонен к отбелу. Это в первую очередь св зано с недостаточной степенью легировани .металл ческой основы и неравномерным расп ределением графика в структуре. Целью изобретени   вл етс  улуч ние механических свойств-, повышени износостойкости и снижение отбела Указанна  цель достигаетс  тем что чугун, содержащий углерод, кре ний, марганец, серу, сурьму, молиб ден, дополнительно содержит хром, медь и редкоземельные элементы при следующем соотношении компрнентов мае.t: Углерод3,0-3,4 Кремний1,6-3,0 Марганец 0,005-0,04 Сера0,08-0,1 Сурьма0,05-0,14 Молибден0,1-0,|, 4 Хром0,1-0,8 Медь0,3-0,.8 РЗМ0,02-0,035 ЖелезоОстальное Наличие в составе чугуна в предлагаемых пределах хрома, меди и приводит к повышению твердости металлической основы и ее структурных составл ющих . Механические свойства материала повышаютс  путем измельчени  зерна при первичной кристаллизации . . , .Измельчение эвтектического зерна приводит к равномерному распределению графита в структуре. Размеры графитных включений наход тс  в пределах 60-120 мкм. Характер распределени , графита в структуре преп тствует адгезионному взаимодействию контактируемых поверхностей. Комплексное вли ние дополните.льно вводимых элементов в состав чугуна приводит к повышению износостойкости материала. Дл  исследовани  свойств чугуна предлагаемого состава вы вл ют п ть составов, содержащих ингредиенты на уровн х: нихшем, среднем, верхнем, ниже нижнего и выше верхнего. Содержание железа при этом составл ет дополнительно до 100% в каждом сплаве. Дл  сравнительных испыганий используют известный чугун со средним содержанием легирующих элементов. Чугуны плав  в тигельной индукционной печи с кислой футеровкой. В качестве шихты дл  получени  чугуна с низким содержанием марганца используют высокоуглеродистые металлизованные окатыши, ферросштавы кремни , молибдена, хрома. Кристаллическую сурьму, электролитическую медь и РЗМ ввод т в жидкий металл перед разливкой. Образцы дл  изучени  структуры и свойств материала отливают в сухую песчаную форму. Испытани  на износ провод т на машине трени  типа МТ-2 в услови х сухого трени  скольжени  в паре с улучшенной сталью 45 твердостью 48 HRc при наг рузке 10 кг/см и скорости скольжени  2,0 м/с. Износостойкость оценивают весовым методом. Склонность к отбелу оценивают в мм на клиновой пробе со сквозной щелью. Химические составы чугунов и результаты исследований представлены в таблице.

Продолжение таблицы

Как видно из таблицы. Дополнительный ввод хрома, меди и РЗМ существенно повышает механические свойства матери|ала, его износостойкость и снижает склонность сплава к отбелу При этом материал обладает удовлетворительной твердостью, позвол ющей производить механическую обработку отливок, не измен   технологического процесса. Структура предлагаемого чугуна перлитна , графит пластинчатый средних размерЬв, равномерно расположенный в структуре, свободных карбидов в металлический матрице не более 2 %.

Пределы содержани  элементов установлены исход  из получени  наиболее благопри тного сочетани  механических свойств, износостойкости и склонности материала к отбелу. Нижний предел по содержанию углерода 3,0% и кремни  1,6% обеспечивает получение металлической основы без

включений эвтектического ледебурита, верхний 3,4 и 3,0% соответственно ограничен получением металлической основы без включений эвтектического ледебурита, верхний 3,4 и 3,0% соответственно ограничен получением перлитной структуры с содержанием феррита не более 2,0%. Содержание сурьмы Э (0,05-0,14%), молибдена (0,1-0,4%), хрома (0,1-0,8%) и меди (0,3-0,8%) выбираетс  из условий максимального упрочнени  металлической основы. Увеличение концентрации сурьмы, молибдена и хрома выше выбранных -пределов повышае-т склонность чугуна к отбелу. Ввод 0,02-0,035%

РЗМ обеспечивает получение отливок без отбела. Оптимальный состав сплава содержит, %: углерол 3,2, кремний 2,2, марганец 0,02, сера 0,09, сурьма 0,1, молибден 0,25, хром 0,4,

медь 0,5 и РЗМ 0,03.

Технологи  получени  предлагаемого сплава заключаетс  в расплавлении высокоуглеродистых металлизованных окатышей, легирование расплава ферросплавами кремни  (75%Si ,молибдена (45% Мо Ь хрома (60% Сг), введение .в жидкий расплав кристаллической сурьмы, электролитической меди и РЗМ.

Величина добавок рассчитываетс  исход  -из.среднего уровн  усвоени  кремни , меди и сурьмы и РЗМ на уровне 85-95%, молибдена и хрома на уровне 75-85%.

Предлагаемый чугун целесообразно использовать дл  изготовлени  тормозных барабанов большегрузных автомобилей , что позволит за счет повышени  их долговечности увеличить срок службы узла в целом. Экономический эффект от внедрени  изобретени  составит 120 тыс.руб.

Claims (1)

1. ¢54) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, сурьму, молибден и железо, отличаю щийся тем, что, с целью улучшения механических свойств, повышения износостойкости и снижения отбела, он дополнительно содержит хром, медь и редкоземельные элементы при следующем.соотношении компонентов, мае.%:

   Углерод

   Кремний Марганец Сера Сурьма Молибден Хром Медь

   Редко земельные элементы Железо

   3,0-3,4

   1,6-3,0

   0,005-0,04

   0,08-0,10

   0,05-0,14

   0,10-0,40

   0,10-0,80

   0,30-0,80

   0,02-0,035

   Остальное >

   затвердевающих с

   Cl],содержащий',