SU1435649A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве износостойких отливок . Цель изобретени  - повышение износостойкости при фреттинг-кор- розии. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.% С 2,0-2,7; Si 0,7-1;3; Мп 0,7-1,3; Сг 0,3-1,1; Ni 0,3-1,0; V 0,2-0,7; А1 0,2-0,5; Си 0,1-0,5; Ti 0,02-0,3; Се 0,07-0,2; Со 0,08-0,28; .г 0,09- 0,5; Са 0,02-0,06; Те 0,01-0,03 и Fe остальное. Дополнительный ввод чугуна Со, Zr, Са и Те обеспечивает повышение износостойкости при фрет- тинг-коррозии в 1,34-1,48 раза. 2 т абл. с (Л

Description

1

00

со

Р1зобретение относитс  к металлур- , п частности к разработке составов чугуна.

Цель изобретени  - повыгаение износостойкости при фреттинг-корро- зии,

Донолнительное введение циркони  микролегирует металлическую Ьснову, измельчает структуру графита и повышает склонность к бейнитному превращению и износостойкость при фрет- тинг-коррозии. При концентрации цир- к они  до 0,09 мас.% измельчение графита и повышение износостойкости при фреттииг-коррозии и склонности к бейнитному превращению недостаточны, а при концентрации циркони  более 0,5 мас,% снижаютс  упруго-пластические свойства,увеличиваетс  износ при фреттйнг-коррозиИо

Кальций модифицирует и раскисл ет чугун, повыша  плотность и монолитность матрицы, очищает границы зерна, что обеспечивает существенное повышение стабильности герметичности и износостойкости при фре гтинг-корро зии. При концентрации кальци  до 0,03 мас„% модифицирующий,и раскисл ющий Э(1)фекты недостаточны, а герме- тичиость чугуна в отливках и износог

СТОЙКОСТЬ при фреттинг-коррозии низкие. При концентрации кальци  более 0,06 мас«% повышаетс  содержание неметаллических включений и снижаетс  стабильность структуры, герметичности, износостойкости при фреттинг-коррозии и слух ебных свойст

Дополнительное введение кобальта в количестве 0,08-0,28 мас.% микролегирует матрицу, ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает изн осостойкость в услови х фреттинг-коррозии. Его концентраци  прин та от содержани  (0,08 мас,%)э с которого начинает сказьшатьс  его вли ние на износостойкость при фреттинг-коррозии , и ограничено концентрацией (0,28 мас.%), выше которой снижаютс  упруго-пластические и эксплуатационные свойства.

Теллур .отбеливает, измельчает структуру, повышает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость при фреттинг-коррозии . При концентрации теллура до 0,01 мас.% его модифицирующий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости при фреттинг-кор

0

5

0

5

0

5

0

0

5

розии оказываетс  незначительно, а при концентрации теллура более 0,03 мас,% увеличиваетс  содержание неметаллгтческих вклгбчений- по границам зерен, снижаютс  пластические свойства, склонность к бейнитному превращению и износостойкость при фреттинг-коррозии.

Введение никел  и титана упрочн ет матрицу, повышает ее коррозионную стойкость, увеличивает термическую стойкость, стабильность структуры, склонность к бейнитному превращению, что обеспечивает повышение хрупкой прочности, износостойкости при фреттинг-коррозии , ударно-усталостной долговечности. Понижение нижнего предела концентрации титана менее 0,02 мас.% и никел  менее 0,3 мас,% приводит к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости при фреттинг-коррозии , а при концентрации титана более 0,3 мае,% и никел  более 1,0 мас.% снкжаетс   стабильность структуры, повышаетс  содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при фреттинг-коррозии.

Хром и ванадий обеспечивают высокую коррозионную стойкость и твердость матрицы, что обеспечивает высокие характеристики износостойкости при фреттинг-кбррозии. При увеличении содержани  хрома более 1,1 мас,% и ванади  более 0,7 мас,% снижаетс  трещиностойкость, эксплуатационна  и ударно-усталостна  долговечность. Содержание алгомини  и меди ограничено 0,5 мае ,% каждого, так как при более высоком содержании их снижаетс  однородность структуры, механических и эксплуатационных свойств. Сгдержание цери  прин то в количестве 0,07 - 0,2 мас.%, что способствует улучшению формы графита, коррозионной стойкости и износостойкости при фреттинг-коррозии.

Содержание основных компонентов (углерода 2,0 - 2,7 мас.%, кремни  0,7 - 1,3 и марганца 0,7 - 1,3 мас,%) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при фреттинг-коррозии и высокие эксплуатационные свойства.

31

Провод т плавки чугуПример нов известного и предлагаемого состава в открытых индукционных печах методок переплава.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чу- ryHHbrii лом, возврат собственного производства , полуфабрикатный никель, зеркальный чугун, феррованадий, феррохром , ферромарганец и другие ферросплавы . Тугоплавкие и неокисл ющиес  легирующие добавки ввод т вместе с шихтой, а легкоплавкие и лигатуру СЦР-30 - после раскислени  металла за 5-10 мин перед разливкой металла непосредственно в литейные ко вши вместе с модификаторами.

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до ЗЗО-АЗО С в печь при наличии болота, перегрев расплава до 1450-1ЗЗО С. Присадку меди, Феллура, титана, цери  и других легкоплавких добавок и компонентов провод т после доводки химического состава по основным компонентам перед разливкой металла в литейные формы,

В табл. 1 приведены химические составы износостойких чугунов р да плавок. Определение содержани  ингредиентов в чугунах провод т по стандартным методикам количественного дифференцированного химического анализа ,

В табл, 2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Твердость и механические свойства в отливках определ ют после их нормализации с температуры вбО-вбО С и изометрической выдержки при ЗЗО-ЗТО С, средний износ образца состава 1 составл ет 5,72 мкм.

Испытание на изнашивание при фрет- тинг-коррозии провод т на цилиндрических образцах на установке МКФ-1 по стандартной методике. В качестве измерительного прибора используют профилограф-профилометр. Эксплуатационную стойкость (долговечность) определ ют на гильзах гидроаппаратуры в услови х изнашивани  при фрет- тинг-коррозии.

Как видно из табл. 2, износостойкость при фреттинг-коррозии при сухом трении и предел выносливости у предлагаемого чугуна выше, чем у из- BecTfforo в 1,36 - 1,48 раза и в 1,8 - 1,9 раза соответственно.

Claims (1)

1. 20 Формула изобретени 

   Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, хром, никель , ванадий , алюминий, медь, титан, церий и железо, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  износостойкости при фреттинг-коррозии, он дополнительно содержит кобальт, цир- коний, кальций и теллур при следующем соотношении компонентов, нас.%:

   5

   0

   5

   Углерод

   Кремний

   Марганец

   Хром

   Никель

   Ванадий

   Алюминий

   Медь

   Титан

   Церий

   Кобальт

   Цирконий

   Кальций

   Теллур

   Железо

   2,0 - 2,7

   0,7 - 1,3

   0,7 - 1,3

   0,3 - 1,1

   0,3 - 1,0

   0,2 - 0,7

   0,2 - 0,5

   0,1 - 0,5

   0,02 - 0,3

   0,07 - 0,2

   0,08 - 0,28

   0,09 - 0,5

   0,02 - 0,06

   0,01 - 0,03

   Остальное

   Углерод Кремний

   2,9 2,0 - 2,6 2,7 2,1 1,3 , 1,2 0,7

   Таблица 1

   Предел прочности при раст жении, МПа

   Стрела прогиба, мм

   Предел выносливости , МПа

   Таблица 2

   243 431 456 472

   6,2 9,7 11,2 10,8

   310 416 456 445

   Износ в режиме сухого трени , мг/1000 м

   Износостойкость при фреттинг- коррозии, %

   Долговечность, ч

   Продолжение табл.2

   1060 180 150 146

   100 ,136 144 148 650 1012 1085 1120