SU1689421A1 - Износостойкий чугун - Google Patents

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве износостойких чугунов.

Цель изобретения - повышение износостойкости при трении скольжения и улучшение обрабатываемости. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,7-3,5;

8ϊ 0,3-1,5; Мп 0,3-1,5} Сг 10-20,

Си 8,5-28,0; Ке остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна меди позволили по сравнению с известным повысить износостойкость в 4,2-5,03 раза и улучшить обпабатываемость в

4-4,25 раза. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке составов износостойкого чугуна.

Цель изобретения - повышение износостойкости при трении скольжения и улучшение обрабатываемости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим. Одним из компонентов является медь. Она позволяет увеличить износостойкость и обрабатываемость, а также уменьшить износ сопрягаемой детали в узле трения. Медь вводится в количестве | превышающем ее предел растворимости в чугуне предлагаемого состава, и вьделяется в виде изолированных равномерно распределенных по объему затвердевшего чугуна глобулей. При содержании меди менее 8,5 масЛ количество медистых включений нелостаточно для того, чтобы заметно повысить износостойкость и обрабатываемость чугуна. Увеличение содеожания меди более 28 мас.% приводит к образованию очень крупных, неравномерно распределенных включений меди, что существенно ухудшает обрабатываемость чугуна, вызывает нестабильность свойств, в частности износостойкости.

Элементами, обуславливающими износостойкость чугуна в присутствии абразива, являются углерод и хром.

Углерод определяет количество износостойкой карбидной фазы. При содержании углерода менее 2,7 мае.% количество карбидной фазы оказывается недостаточным для обеспечения сопротивляемости чугуна воздействию абразивных частиц. При содержании углерода более 3,5 мас.% в структуре чугуна образуется большое количество избыточных эаэвтектических карбидов, которые

1689421 А1

3' 1689421

4

интенсифицируют изнашивание сопрягаемой детали.

Хром входит в состав сложных карбидов, повышает их твердость и износостойкость. В зависимости от содержания хрома изменяется тип карбидов,·

При содержании хрома менее 10 мас.% в структуре сплава преобладает наименее износостойкие карбиды цементит- ,θ ного типа (Сг,Ре)^С, соответственно снижается износостойкость чугуна.

При содержании хрома более 20 мас.% в структуре чугуна появляются карбиды типа (Сг,Ре)_й^Сб, также снижающие износостойкость чугуна.

Оптимальный с точки зрения износостойкости тип структуры, близкий к эвтектической при указанных пределах содержания углерода, может быть обес- 2θ печен при содержании хрома 1020 мас.%. В этом случае образуются наиболее твердые и износостойкие карбиды типа ¹ (Сг,Ре)₇ С^ .

Пределы легирования кремнием и 25 марганцем обусловлены технологическими потребностями ведения плавки.

Для экспериментальной проверки предлагаемого чугуна выплавляют сплавы из смесей ингредиентов. Выплавку опытных сплавов производят в индукционной печи типа ИСТ-0,06. В качестве шихты используют одни и те же материалы: передельный чугун, стальной лом, ферросплавы, медь технической чистоты.

Опытные образцы отливают из чугунов различных составов и проводят их сравнительные испытания в условиях трения скольжения в присутствии абразива на установке МИ-1М. Режим испытаний: скорость вращения 1,05 м/с, нагрузка 4,9 МПа, время испытаний 24 ч. В качестве материала контртела используют сталь 45 в закаленном состоянии. в качестве абразива - кварцевый песок,

Результаты испытаний представлены в таблице.

Как следует из таблицы, дополнительный ввод меди в чугун предлагаемого состава позволяет по сравнению с известным повысить износостойкость в 4,2-5,03 раза и улучшить обрабатываемость в 4-4,25 раза.

Claims (1)

1. Формула изобре те ния

   Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем_Л что, с целью повышения износостойкости при. трении скольжения, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод

   Кремний

   Марганец

   Хром

   Медь

   Железо

   2,7-3,5

   0,3-1,5

   0,3-1,5

   10-20,0

   8,5-28,0

   Остальное

   Чугун Содержание элементов, мае X Характеристика нзносдстой кости*, г/м’-ч ΣΔΠ. , Скорость резания, м/мин ** С 3Ϊ Мп Сг Си Ке {До, | Известный 2,2 1.1 0,5' 14.5 - Осталь- 12,0 60 72 4,0 Предлага- ное емый 1 2,7 0,3 1,5 14,2 8,5 - 6,0 8,2 14,2 17,0 2 3,2 0,9 1,0 10,0 28,5 - 5,3 9,0 14,3 16,0 3 2,75 0,3 1,9 14,5 9,5 - 8,5 8,5 17,0 16,0 4 3,5 1.5 0,3 2,0 19,1 — 4,3 9,4 14,2 15,0

   Дш, - потери массы образца; Дш, потери массы контртела;5ю - суммарный износ пары трения. **Стойкость резца 1ч.