Патент на изобретение №2306353
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ЧУГУН
(57) Реферат:
Изобретение относится к металлургии, в частности к составам чугунов для изготовления деталей, работающих в узлах трения, а также режущего инструмента. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,56-3,61; кремний 0,17-0,20; марганец 0,25-0,28; фосфор 0,052-0,06; сера 0,018-0,02; медь 0,03-0,06; хром 1,45-1,52; никель 0,10-0,13; молибден 0,80-0,93; титан 0,01-0,03; ванадий 0,60-0,70; вольфрам 1,96-2,13; железо – остальное. Предложенный состав обеспечивает повышение износостойкости и временного сопротивления разрыву чугуна. 2 табл.
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугунов для изготовления деталей, работающих в узлах трения, а также режущего инструмента. Известен чугун, содержащий, вес.%: углерод 2,50-3,50, кремний 1,70-2,60, марганец 0,64-1,80, сера 0,22-0,50, фосфор 0,40-1,0, сурьма 0,005-0,08, медь 0,25-0,60, никель 0,30-1,0, железо остальное (см. а.с. №1673625, кл. С22С 37/08, опубл. 30.08.91, Бюл. №32). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, вес.%: углерод 3,65, кремний 1,77, марганец 0,56, фосфор 0,16, сера 0,021, хром 0,32, никель 0,17, титан 0,04, ванадий 0,05, железо остальное (химический состав согласно ГОСТ 1412-85). Недостатком известных чугунов является – низкие плотность, твердость (износостойкость) и временное сопротивление разрыву вследствие содержания повышенной объемной доли графита. Задачей изобретения является уменьшение объемной доли графита, увеличение плотности и механических характеристик (твердости и временного сопротивления) чугуна. Поставленная задача достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, титан, ванадий и железо, дополнительно содержит вольфрам, молибден и медь при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Совместное введение в чугун вольфрама, молибдена и меди в указанных количествах при заявленном соотношении всех остальных компонентов приводит к диспергированию выделений графита, резкому уменьшению объемной доли графита и сопутствующему повышению плотности чугунных отливок. При проведении термической обработки наличие молибдена и вольфрама обеспечивает существенное увеличение закаливаемости, повышение механических свойств за счет частичного растворения графита и более полного мартенситного превращения. Введение вольфрама, молибдена и меди в количествах, меньших заявленных пределов, не приводит к указанному эффекту повышения плотности и механических характеристик, а в количествах, больших заявленных пределов, – к увеличению стоимости отливок. Предлагаемый состав чугуна с указанным соотношением всех входящих в него компонентов обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в значительном повышении износостойкости и временного сопротивления разрыву чугуна. Получение данного технического результата достигнуто решением задачи на изобретательском уровне, например, выбор легирующих элементов и их процентное соотношение, что и позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию “изобретательский уровень”. Пример. Выплавку чугуна проводили в электродуговой печи с использованием стандартных шихтовых материалов и лома быстрорежущей стали. После расплавления и перегрева чугуна до 1500°С расплав подвергали термоциклированию. Химический состав и физико-механические свойства предложенного и известного чугунов приведены в таблицах 1, 2. Из таблицы видно, что чугун предлагаемого состава содержит меньшее количество графита и обладает более высокими значениями плотности, твердости, микротвердости перлита и временного сопротивления разрыву. Свойства чугуна определяли на образцах, не подвергавшихся термической обработке. Объемную долю графита оценивали по результатам количественной металлографии на оптическом анализаторе “EPIQUANT”. Плотность определяли на аналитических весах WA-2000 методом гидростатического взвешивания. Замеры твердости проводили на твердомере ТКС-1М по методу Роквелла с последующим переводом единиц HRC в НВ. Для определения микротвердости перлита использовали прибор ПМТ-3. Механические испытания цилиндрических образцов проводились по стандартной методике на машине ИК-500. Использование предложенного чугуна для отливок, например ножей для наборных фрез, токарных резцов и фрез для обработки дерева и металла позволяет существенно сократить стоимость обрабатываемых изделий.
Формула изобретения
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, хром, никель, титан, ванадий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вольфрам, молибден и медь при следующем соотношении компонентов, мас.%:
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 20.04.2008
Извещение опубликовано: 27.12.2009 БИ: 36/2009
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
, кг/м3
В, МПа