У1U1
:о :о Изобретение относитс к метал гни, в частности к изысканию сос вов высокопрочных чугунов, работ ющих в услови х трени и износа. Известен чугун 1 , содержащи вес.%: Углерод2,5-3,5 Кремний2,5-4,3 . Марганец0,07-1,2 Никель0,7-1,7 Хром0,03-0,7 Молибден0,03-1,1 Алюминий0,03-0,15 Магний0,03-0,08Церий0 ,001-0,005 Ванадий0,03-0,35 Сурьма0,03-1,15 Азот0,01-0,03 Железо ,Остальное Наличие в данном чугуне .таких компонентов, как никель (до 1,7% молибден (до 1,1%) делают его до госто щим. Наиболее близким к предлагаем по технической сущности и достиг емому результату вл етс чугун следующего химического состава, вес.%: Углерод-3,4-3,7 Кремний2 4-2,8 Марганец . 0,8-1,2 Никель1,.2-1,5 Хром0,35-0,8 Молибден0,6-1,1 Магний0,03-0,1 Медь . 0,3-0,9 Церий 0,001-0,01 Железо Остальное Этот чугун имеет следующие ме нические свойства после термообр ботки-:. Предел прочности, . кг/мм 57-64 Твердость НВ, . кг/мм2 . 220.-280 Относительное удлинение, % 1,5-4 Ударна в зкость, кг.м/см 1,5-3. Основными недостатками извест чугуна вл ютс низкие механичес свойства, что не позвол ет испол вать его в т желонагруженных усл работы деталей. Кроме того, нали в составе в значительных количес вах дефицитных элементов - молиб дена до 1,1% и никел до 1,5%, снижает экономичность его примен ни . Це.1ь изобретени - повышение механических свойств чугуна. Дл достижени указанной цели чугун, содержсодий углерод, кремн марганец, медь, магний/ церий и железо, дополнительно содержит б ниобий и азот при следующем соот 1с.ении компонентов, мас.%: 2,8-3,2 Углерод 1,75-2,5 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,6-1,5 Магний 0,03-0,08 0,03-0,08 0,008-0,02 0,03-0,1 Ниобий 0,03-0,1 Остальное Железо В основу повышени прочности чугуна положен принцип микролегировани состава ниобием и бором, а также образование нитридов этих элементов, вл ющихс дополнительно центрами кристаллизации как при затвердевании расплава, так и при термической обработке изделий. Предложенный чугун более экономичен за счет исключени из его соста:ва .дорогосто щих и дефицитных элементов - молибдена и никел . С целью сравнени механических свойств бьши выплавлены в индукционной печи типа МГГ-102 с основной футеровкой чугуны, имеющие составы ингредиентов, указанные в табл. 1. Предлагаемые составы чугуна отличаютс друг от друга содержанием бора, ниоби , азота, а также содержанием железа, составл ющим дополнительную до 100% часть в каждой смеси. Максимально допустимые, пределы содержани в чугуне серы и фосфора в качестве примесей равны соответственно, вес.%:.0,03 и 0.,1. Механические свойства чугунов предложенного и известного составов приведеныВ табл. 2. Как видно из таблицы, механические свойства предложенного чугуна на 6-30% выше, чем известного. При содержании в чугуне бора, ниоби , азота ниже указанных пределов наблюдаетс снижение механических свойств чугуна. Их содержание выше указаннь1х пределов приводит к ухудшению пластических свойств чугуна и его обработки. Кроме того, использование в .предложенном чугуне- повышенного содержани меди позвол ет получить высокие механические свойства и улучшить обрабатываемость деталей. ;Пониженное .-содержание уг ерода, марганца, кремни способствует Повышению пластических свойств чугуна: Из чугуна предложенного состава были изготовлены шестерни редукторов вентил торов градирен, стоимость которых на 40% ниже стоимости шестерен , изготовленных из чугуна известного состава. Стойкость шестерен из известного чугуна составл ет 5250 ч, из предложенного - 7300 ч.: o: o The invention relates to metal rot, in particular to the exploration of a state of high-strength cast iron working under conditions of friction and wear. Known cast iron 1, containing wt.%: Carbon 2.5-3.5 Silicon 2.5-4.3. Manganese 0.07-1.2 Nickel, 0.7-1.7 Chromium, 0.03-0.7 Molybdenum, 0.03-1.1 Aluminum, 0.03-0.15 Magnesium, 0.03-0.08 Cerium, 001-0.005 Vanadium, 0.03- 0.35 Antimony 0.03-1.15 Nitrogen 0.01-0.03 Iron, Else The presence in this iron of such components as nickel (up to 1.7% molybdenum (up to 1.1%) makes it to guest condition. The closest to the offer by technical essence and achievable result is cast iron of the following chemical composition, wt.%: Carbon-3.4-3.7 Silicon2 4-2.8 Manganese, 0.8-1.2 Nickel1, .2 -1.5 Chromium 0.35-0.8 Molybdenum 0.6-1.1 Magnesium 0.03-0.1 Copper 0.3-0.9 Cerium 0.001-0.01 Iron Else This cast iron has the following metallic properties Va after heat treatment: -. Strength, kg / mm 57-64 Hardness HB, kg / mm2. 220.-280 Elongation,% 1.5-4 Shock viscosity, kg.m / cm 1.5 The main drawbacks of the famous iron are low mechanical properties, which do not allow it to be used in heavy load conditions of parts. In addition, the composition contained a significant amount of deficient elements - molybdenum up to 1.1% and nickel to 1.5%, reduces the efficiency of its use. The purpose of the invention is to increase the mechanical properties of cast iron. To achieve this goal, cast iron, carbon, silica, manganese, copper, magnesium / cerium and iron, additionally contains niobium and nitrogen at the following component ratio, in wt.%: 2.8-3.2 Carbon 1.75- 2.5 Silicon 0.3-0.8 Manganese 0.6-1.5 Magnesium 0.03-0.08 0.03-0.08 0.008-0.02 0.03-0.1 Niobium 0.03 -0.1 Rest Iron The basis for increasing the strength of iron is based on the principle of micro-alloying with niobium and boron, as well as the formation of nitrides of these elements, which are additionally the centers of crystallization both during solidification of the melt and during heat treatment products. The proposed cast iron is more economical due to the exclusion from its composition of the most expensive and scarce elements - molybdenum and nickel. In order to compare the mechanical properties, cast iron having the composition of the ingredients listed in Table 2 was smelted in an induction furnace of the type MGG-102 with the main lining. 1. The proposed cast iron compositions differ from each other in the content of boron, niobium, nitrogen, as well as the iron content, which constitutes an additional part up to 100% in each mixture. The maximum allowable content of sulfur and phosphorus in the iron as impurities are, respectively, wt.%: 0.03 and 0., 1. The mechanical properties of the cast irons of the proposed and known compositions are given in Table. 2. As can be seen from the table, the mechanical properties of the proposed cast iron are 6-30% higher than the known. When boron, niobium, and nitrogen are contained below the specified limits in the pig iron, a decrease in the mechanical properties of the pig iron is observed. Their content above the specified limits leads to deterioration of the plastic properties of cast iron and its processing. In addition, the use of a high content of copper in the proposed cast iron makes it possible to obtain high mechanical properties and improve the workability of the parts. ; Reduced.-Content of carbon, manganese, silicon improves the plastic properties of cast iron: Gears of gearboxes of cooling tower fans were made of cast iron of the proposed composition, the cost of which is 40% lower than the cost of gears made of cast iron of known composition. The durability of gears from known iron is 5250 hours, from the proposed - 7300 hours.
.Таблица 1.Table 1
Предел прочности.Tensile strength.