SU1696562A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии. Цель - повышение износостойкости, удельной герметичности и контактной выносливости . Чугун содержит ниобий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,1-4,0; кремний 0,8-3,0; марганец 0,5-1,5; хром 0,03-0,39; никель 0,05-1,10; медь 0,02-0,90; фосфор 0.15- 0,90; ниобий 0,05-0,60; титан 0,05-0,36 и железо остальное. Контактна  выносливость составл ет 782-820 МПа. 2 табл.

Description

(Л

С

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дл  деталей, работающих в услови х трени  и износа.

Цель изобретени  - повышение износостойкости , удельной герметичности и контактной выносливости.

Выбор содержани  граничных пределов компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен-следующим.

Дополнительное введение титана повышает в чугуне содержание карбидов, твердость , удельную герметичность измельчает структуру легированной матрицы, что повышает плотность, прочность и контактную выносливость. При содержании титана до 0,05 мас.% повышение этих характеристик недостаточное, а при увеличении концентрации титана более 0,36 мас.% удлин етс  продолжительность изотермической выдержки при термообработке чугуна, повышаетс „концентраци  неметаллических включений , снижаетс  содержание бейнита, что приводит к снижению удельной герметичности , задиростойкости и упругопластических свойств.

Микролегирование чугуна хромом обусловлено измельчением аустенитно-бейнит- ной структуры, повышением ее плотности и стабильности, что способствует увеличению механических свойств и контактной выносливости . Его вли ние начинает сказыватьс  с концентрации 0,03 мас.%, а при увеличении его содержани  более 0,39 мас.% повышаетс  неоднородность структуры и твердости, концентраци  неметаллических включений по границам зерен, снижаютс  удельна  герметичность, упругопластиче- ские свойства и прочность.

Дополнительное введение ниоби  обусловлено его высокой микролегирующей способностью при сохранении удельной

сх ю о ел о

ND

ерметичности и фрикционных свойств, поышении прочности, контактной вынослиости и пластических свойств. Нижний редел его концентрации 0,05 мас.% обусовлен недостаточной микролегирующей 5 пособностью при более низких концентаци х , что снижает контактную выносливость , прочностные и фрикционные свойства . При увеличении содержани  ниоби  более 0,6 мас.% повышаетс  концентраци  10 перлита в чугуне и снижаютс  удельна  герметичность , прочность и эксплуатационна  стойкость.

Углерод и кремний  вл ютс  основными элементами, определ ющими структу- 15 ру, удельную герметичность и комплекс свойств чугуна различного назначени , в том числе и дл  работы его в услови х высоких контактных нагрузок и интенсивного износа . При концентрации углерода 3,1-4,0 20 мас.% и кремни  0,8-3,0 мас.% создаютс  наиболее благопри тные услови  дл  формировани  мелкозернистой аустенит- но-бейнитной структуры, наиболее благопри тной дл  обеспечени  высокой 25 контактной выносливости, повышени  плотности, удельной герметичности и уп- ругопластических свойств. При концентрации углерода до 3,1 мас.% и кремни  до 0,8 мас.% увеличиваетс  содержание цементи- 30 та и уменьшаетс  количество бейнита, снижаетс  склонность чугуна к бейнитному « превращению, падает в зкость и снижаетс  контактна  выносливость. При увеличении концентрации углерода более 4,0 мае, % 35 и кремни  более 3,0 мас,% снижаетс  плотность , удельна  герметичность, износостойкость , контактна  выносливость и одновременно повышаетс  количество и размер графитовых включений,40

Концентраци  легирующих компонентов (фосфор 0,15-0,9, никель 0,05-1,1, медь 0,02-0,9, марганец 0,05-0,15 и хром 0,03- 0,39 мас.%) обеспечивает получение высоких прочностных характеристик, удель- 45 ной герметичности, повышенной фрикцион- ной износостойкости и контактной

выносливости. При увеличении их концентрации выше верхних пределов увеличиваютс  ликвационные процессы, повышаетс  содержание в структуре чугуна аустенита, что увеличивает склонность к охрупчива- нию, снижает удельную герметичность и уп- ругопластические свойства, При снижении концентрации указанных легирующих элементов ниже нижних пределов плотность, прочность и контактна  выносливость чугуна недостаточны.

Выплавку фосфористныхчугунов производ т в открытых электропечах.

Присадку легирующих элементов производ т в раздаточный или разливочный ковш перед выдачей расплава с температурой 1460-1470°С из плавильной печи. Расплав заливают при 1400-1380°С в сухие формы дл  получени  отливок и технологических проб, Отливки подвергают термической обработке с изотермической выдержкой при 370-410°С в течение 1,1-2 ч.

В табл. 1 приведены химические составы исследованных чугунов, а в табл. 2 - результаты сравнительных их испытаний.

Исследовани  дисперсности чугуна и ударной в зкости провод т по ГОСТ,

Как видно из табл, 2, предлагаемый фосфористый чугун обладает более высокой эксплуатационной стойкостью, обеспечива  повышение удельной герметичности и контактной выносливости.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, фосфор и железо , отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости, удельной герметичности и контактной выносливости, он дополнительно содержит ниобий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,1-4,0; кремний 0,8-3,0; марганец 0,5-1,5; хром 0,03-0,39; никель 0,05-1,1; медь 0,02-0,9; фосфор 0,15-0,9; ниобий 0,05-0,6; титан 0,05-0,36; железо остальное .

   Таблица 1

   Таблица 2