SU1721114A1 - Ковкий чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, конкретнее к ковким чугунам с повышенными характеристиками фрикционных свойств. Цель изобретени  - повышение износостойкости при сухом трении. Предлагаемый ковкий чугун дополнительно содержит цирконий, церий, бор и азот при следующем соотношении компонентов ,мас.%; углерод 2,2-2,9; кремний 0,8-1,5; марганец 0,3-0,7; ванадий 0,03-0,5; алюминий 0,012-0,03; цирконий 0,02-0,51; церий 0,02-0,15; бор 0,002-0,09; азот 0,02-0,19 и железо остальное . 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к изысканию ковких чугунов дл  изготовлени  деталей, работающих в услови х ударных нагрузок и интенсивного изнашивани .

Цель изобретени  - повышение износостойкости при сухом трении.

Ковкий чугун, содержаний углерод, кремний, марганец, ванадий, алюминий и железо, дополнительно содержит цирконий , церий, бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод2,2-2,9

Кремний0,8-1,5

Марганец0.3-0,7

Ванадий0,03-0,5

Алюминий0,012-0,03

Цирконий0,02-0,51

Церий0,02-0,15

Бор. 0,002-0,09

Азот0,02-0.19

ЖелезоОстальное

Предлагаемый чугун в качестве технологических примесей может содержать до 0,1 мас.% хрома, до 0,1 мас.% фосфора.

Выплавку чугуна провод т дуплекс-процессом вагранка - дугова  печь. Температура чугуна на желобе вагранки составл ет 1700 К.В дуговой печи производ т перегрев расплава до 1750-1780 К и легирование его азотированными ферросплавами. Дл  легировани  чугуна доэвтектического состава используют ферросиликоцирконий ФСЦрМр40Н, электротермический марганец МрН2, феррованадий Вд2Н и ферробор ФБ13Н.

Модифицирование расплава производ т в литейных ковшах смесью ферроцери  ЦеМ-1 и измельченного до фракции 0,1-3,0 мм алюмини  А91. Температура расплава при модифицировании 1670-1690 К.

Модифицированный чугун разливают в песчано-глинистые литейные формы при 1640-1670 К дл  получени  износостойких отливок, образцов 16 мм дл  механических испытаний и стандартных технологических проб.

После выбивки и очистки отливок провод т их термическую обработку, включающую нагрев до 1250-1280 К, выдержку в

(Л

С

XI

го

в«

течение 3,0-3,5 ч, охлаждение до 900-960 К температуры, выдержку при этой температуре 2,5-3,0 ч и охлаждение на спокойном воздухе. Затем отливки и образцы подвергают механической обработке и механиче- ским испытани м.

Ударно-усталостную долговечность и фрикционные свойства ковких чугунов определ ют после дополнительной термической обработки, включающей норма- лизацию с 1200-1210 К. Дл  определени  структуры ковких чугунов используют известную методику в соответствии с ГОСТом.

В табл.1 приведены химические составы ковких чугунов, полученные методами количественного химического анализа.

Средний износ при сухом трении определ ют на машине модели МТ-2М при удельном давлении 3 МПа и скорости 2,5 м/с. Фрикционную теплостойкость опреде- л ют по известной методике в соответствии с ГОСТом на установке испытани  материалов на трение УМТ-1М.

В табл.2 приведены механические и фрикционные свойства чугунов.

Дополнительное введение циркони  обусловлено его упрочн ющим и микролегирующим вли нием на структуру, повыше- нием фрикционной теплостойкости и износостойкости при сухом трении. Повы- шение износостойкости при сухом трении и фрикционной теплостойкости начинает сказыватьс  при концентрации циркони  0,02%. При увеличении содержани  циркони  более 0,51% снижаютс  однородность структуры, относительное удлинение и за- диростойкость при трении.

Церий модифицирует структуру, повышает фактор формы графита, износостойкость при сухом трении и эксплуатационные свойства, а бор очищает границы зерен и повышает задиростойкость и износостойкость при сухом трении. При концентрации цери  более 0,15% и бора более 0,09% снижаетс  стабильность структуры и ухудшаютс  упругопластические и эксплуатационные свойства.

Азот способствует образованию нитридов и крабонитридов в структуре, повышению ее дисперсности и сопротивл емости износу. Микролегирующее вли ние азота при концентрации до 0,02% недостаточно, а при концентрации его более 0,09% отмечаетс  расположение нитридов и карбонит- ридов по границам зерен, что снижает пластические свойства, задиростойкость и фрикционные свойства.

Как видно из табл.2; ковкий чугун обладает более высокими фрикционными и механическими свойствами.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Ковкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, алюминий и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости при сухом трении, он дополнительно содержит цирконий, церий, бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод2,2-2,9

   Кремний0,8-1,5

   Марганец0,3-0,7

   Ванадий0,03-0,5

   Алюминий0,012-0,03

   Цирконий.0,02-0,51

   Церий0,02-0,15

   Бор0,002-0.09

   Азот0,02-0,19

   ЖелезоОстальное

   Таблица 1

   Таблица