×
13.01.2017
217.015.8962

СЕРЫЙ АНТИФРИКЦИОННЫЙ ЧУГУН

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии, в частности к серым конструкционным чугунам для литых корпусных антифрикционных изделий с повышенными механическими и эксплуатационными свойствами. Серый антифрикционный чугун содержит, мас. %: углерод 3,5-3,8; кремний 1,8-2,4; марганец 0,8-1,1; фосфор 0,1-0,2; сера 0,02-0,12; хром 0,04-0,16; никель 0,15-0,35; медь 0,14-0,28; титан 0,03-0,08; кобальт 0,12-0,65; барий 0,05-0,08 и железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение трещиностойкости, механических и антифрикционных свойств чугуна в литых изделиях, в частности предел прочности чугуна при изгибе составляет 462-485 МПа. 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к серым конструкционным чугунам для литых корпусных антифрикционных изделий с повышенными механическими и эксплуатационными свойствами.

Известен высокофосфористый антифрикционный чугун (Патент Японии №55-5575, МПК С22С 37/06, 1980), содержащий, мас. %:

Углерод 2,8-3,2
Кремний 1,2-1,7
Марганец до 1,0
Фосфор 0,2-0,6
Хром 0,2-0,6
Сера до 0,1
Железо остальное

Литые изделия из этого чугуна склонны к трещинам, имеют крупнозернистую структуру с высоким содержанием фосфидной эвтектики и повышенные остаточные термические напряжения и требуют дополнительной термообработки.

Известен также серый антифрикционный чугун для корпусных литых деталей (Патент Японии №57-32352, МПК С22С 37/08, 1982), содержащий, мас. %:

Углерод 2,4-3,5
Кремний 1,4-2,5
Марганец 0,5-1,5
Хром 1,0-1,7
Никель 0,2-0,7
Железо остальное

Известный чугун имеет в литых заготовках высокие (более 30 МПа) остаточные напряжения и отбел, повышенную концентрацию в структуре карбидов хрома, что вызывает необходимость их длительной термической обработки для повышения антифрикционных, упругопластических и эксплуатационных свойств.

По технической сущности и достигаемому эффекту наиболее близким к предложенному является серый антифрикционный чугун марки АЧСЗ по ГОСТ 1585-85 (прототип), содержащий, мас. %:

Углерод 3,2-3,8
Кремний 1,7-2,6
Марганец 0,3-0,7
Фосфор 0,15-0,40
Сера до 0,12
Хром до 0,3
Никель до 0,3
Медь 0,2-0,5
Титан 0,03-0,1
Железо остальное

Этот чугун обеспечивает в структуре отливок перлитную металлическую основу твердостью от 160 до 190 НВ. Предел прочности чугуна при изгибе составляет 330-370 МПа. Величина остаточных термических напряжений в отливках - 25-28 МПа. Отмечаются недостаточные характеристики трещиностойкости, механических и антифрикционных свойств. Предельный режим работы при трении не превышает 5 МПа·м/с.

Задачей данного технического решения является повышение трещиностойкости, механических и антифрикционных свойств чугуна в литых изделиях.

Поставленная задача решается тем, что серый антифрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь, титан и железо, дополнительно содержит кобальт и барий, при следующем соотношении компонентов, мас %:

Углерод 3,5-3,8
Кремний 1,8-2,4
Марганец 0,8-1,1
Фосфор 0,1-0,2
Сера 0,02-0,12
Хром 0,04-0,16
Никель 0,15-0,35
Медь 0,14-0,28
Титан 0,03-0,08
Кобальт 0,12-0,65
Барий 0,05-0,08
Железо остальное

Существенным отличием предложенного решения является дополнительное введение кобальта и бария и выбранное соотношение компонентов. Проведенный анализ показал, что на данный момент неизвестны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия. Кроме того, указанные отличия являются необходимыми и достаточными для достижения технического результата, указанного в задаче изобретения. Это позволяет сделать вывод о том, что данные отличия являются существенными.

Дополнительное введение 0,12-0,65% кобальта обусловлено его химической и микролегирующей активностью и значительным влиянием на дисперсность структуры металлической основы, который очищает границы зерен, существенно повышает трещиностойкость, антифрикционные и упруго-пластические свойства. При концентрации кобальта менее 0,12% микролегирующий эффект, упругопластические и антифрикционные свойства низкие. При увеличении содержания кобальта более 0,65% снижаются однородность структуры, износостойкость и механические свойства.

Введение бария в чугун оказывает раскисляющее, рафинирующее и модифицирующее влияние, повышает дисперсность структуры, механические и эксплуатационные свойства. При увеличении содержания бария более 0,08% увеличивается угар, неоднородность структуры и остаточные термические напряжения в отливках, снижаются антифрикционные свойства и удароустойчивость. При концентрации бария менее 0,05% модифицирующий эффект, механические и эксплуатационные свойства недостаточны, снижается трещиностойкость отливок.

Содержание углерода и кремния принято исходя из опыта производства антифрикционных чугунов для отливок с низкими остаточными термическими напряжениями, мелкозернистой перлитной структурой и высокими характеристиками износостойкости в условиях трения и ударно-усталостной долговечности. При увеличении концентрации углерода и кремния соответственно выше 3,4 и 2,4% в структуре повышается содержание удлиненных пластин графита, что снижает характеристики трещиностойкости, ударно-усталостной долговечности, износостойкости и антифрикционных свойств. При снижении их концентрации соответственно ниже 3,5 и 1,8% повышаются остаточные термические напряжения и содержание ледебурита в структуре, снижаются ударная вязкость и удароустойчивость.

При содержании хрома в чугуне от 0,04 до 0,16% достигается измельчение дисперсности структуры, стабилизация коэффициента трения, повышение твердости и износостойкости. При увеличении содержания хрома более 0,16% увеличиваются отбел и неоднородность структуры с образованием в ней карбидов, снижаются характеристики предела прочности при изгибе и удароустойчивости. При концентрации хрома менее 0,04% дисперсность структуры, твердость и эксплуатационные свойства недостаточны.

Уменьшение содержания фосфора в чугуне до 0,1-0,2% обусловлено существенным его влиянием на повышение коэффициента трения, твердости и износостойкости чугуна. При содержании фосфора до 0,1% износостойкость, прочностные и антифрикционные свойства недостаточны. А при увеличении его концентрации более 0,2% снижаются характеристики удароустойчивости, ударной вязкости и ударно-усталостной долговечности.

Медь и титан - основные микролегирующие и графитизирующие элементы, существенно повышающие антифрикционные и упругопластические свойства. При концентрации меди менее 0,14% ее микролегирующий эффект и износостойкость чугуна низкие, а при увеличении содержания меди более 0,28% увеличивается угар, снижаются однородность структуры и упруго-пластические свойства. При концентрации титана менее 0,03% микролегирующий эффект недостаточен, а при содержании более 0,08% снижаются трещиностойкость, относительное удлинение и ударная вязкость.

Повышение концентрации марганца до 0,8-1,1% обусловлено его высоким микролегирующим влиянием на структуру и повышением механических и антифрикционных свойств. При увеличении концентрации марганца более 1,1% увеличиваются остаточные напряжения и отбел, и снижается стабильность коэффициента трения, а при снижении концентрации марганца менее 0,8% повышается содержание в структуре феррита и снижаются механические и эксплуатационные характеристики чугуна.

Сера при концентрации более 0,12% снижает механические, антифрикционные и эксплуатационные свойства чугуна в литых изделиях. Нижний предел концентрации серы обусловлен невозможностью при плавке в существующих чугунолитейных цехах, производящих антифрикционные литые изделия, практически выплавлять чугун с более низким ее содержанием.

Введение никеля обусловлено тем, что он является эффективной упрочняющей и легирующей добавкой, повышающей однородность и дисперсность структуры, упругопластические и антифрикционные свойства. Верхний предел концентрации никеля (0,35%) обусловлен снижением трещино-стойкости и ударной вязкости при более высоких его концентрациях. При уменьшении концентрации никеля менее 0,15% укрупняется структура, снижаются механические и антифрикционные свойства.

Опытные плавки чугунов проводят в индукционных печах с использованием синтетической шихты (из вторичных материалов), состоящей из чугунной стружки 5МГ и 5Н (в количестве от 10 до 18%), стального лома группы А1 и А2, чугунного лома №17 и №19, карбюризатора и возврата собственного производства. Температура выплавляемого чугуна не ниже 1450-1480°С. Микролегирование ферромарганцем ФМн88 (ГОСТ 47-95), никелем марки НП3, кобальтом марки К1 (ГОСТ 123-2008) и медью марки M1 производят после рафинирования расплава в печи, а модифицирование ферротитаном и ферросиликобарием - в ковше.

Заливку чугуна производили в песчано-глинистые формы. Остаточные термические напряжения определяли на решетчатых технологических пробах. Для определения свойств чугуна заливали ступенчатые и звездообразные технологические пробы.

Механические испытания (по ГОСТ 27208-87) проведены на стандартных образцах, а определение склонности к трещинообразованию проведены на звездообразных технологических пробах диаметром 250 мм и высотой 140 мм по общей длине трещин в пробе. Определение твердости проведено по ГОСТ 24805.

В таблице 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок, а в таблице 2 - технологические, механические и антифрикционные свойства.

Серый антифрикционный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, никель, медь, титан и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит кобальт и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 25.
20.03.2013
№216.012.2f7e

Адаптер подшипникового узла боковой рамы тележки, преимущественно грузового вагона

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам грузовых вагонов. Адаптер подшипникового узла боковой рамы тележки имеет контактные горизонтальную и вертикальные поверхности, взаимодействующие с горизонтальной и вертикальными контактными поверхностями подшипникового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477693
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.06.2013
№216.012.4e79

Способ когерентного детектирования сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией на 180º и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области приема сигналов. Достигаемый технический результат - реализация максимально возможной помехоустойчивости приема сигналов. Устройство для реализации способа когерентного детектирования сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией (ФМн) на 180° состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485671
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.608f

Литейный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к металлургии литейных сплавов на основе алюминия и может быть использовано при изготовлении конструкционных материалов для машиностроения и электрической промышленности. Сплав содержит следующие компоненты, мас.%: кремний 11-13, медь 0,8-1,5, магний 0,8-1,3, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490351
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.08.2013
№216.012.6214

Способ изготовления провода сталеалюминиевого

Изобретение относится к кабельной и электротехнической промышленности и предназначено для использования при эксплуатации воздушных линий электропередач. Для повышения стойкости стального сердечника к коррозии стальная проволока алитируется за 1-3 цикла, каждый из которых состоит из операций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490740
Дата охранного документа: 20.08.2013
20.12.2013
№216.012.8d7a

Сглаживающая рельсовая стыковая накладка

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, в частности к конструкциям накладок для безударного стыкового разъемного соединения рельсов. Средняя часть накладок устанавливается внутри колеи для возможности взаимодействия их верхних поверхностей с колесом. При этом имеется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501901
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.01.2014
№216.012.936e

Способ ориентации, навигации и информации в пространстве людей с нарушением зрительных функций и система его осуществления

Изобретение относится к средствам для обеспечения жизнедеятельности инвалидов по зрению, а именно предназначено для получения информации и облегчения ориентации незрячих людей в пространстве. Способ ориентации в пространстве, навигации и информирования людей с нарушением зрительных функций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503436
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.03.2014
№216.012.a9ce

Безрезьбовое рельсовое скрепление пути с железобетонными подрельсовыми основаниями

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования в железнодорожных путях магистрального и промышленного транспорта, метрополитенов и трамвайного хозяйства в сочетании с щебеночным балластным слоем. Безрезьбовое рельсовое скрепление для пути с железобетонными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509185
Дата охранного документа: 10.03.2014
20.04.2014
№216.012.ba13

Высокопрочный антифрикционный чугун

Изобретение относится к области металлургии, в частности к высокопрочным антифрикционным чугунам для ответственных деталей двигателей. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,2-3,5; кремний 1,8-2,2; марганец 0,4-0,8; медь 0,15-0,70; никель 0,31-0,70; хром 0,02-0,06; магний 0,03-0,05; церий 0,01-0,02;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513363
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.bca0

Способ диагностики состояния электрического сопротивления рельсовых линий в рельсовых цепях на участках с электротягой переменного тока

Изобретение относится к железнодорожной автоматике и телемеханике. Способ диагностики состояния электрического сопротивления рельсовых линий в рельсовых цепях на участках с электротягой переменного тока заключается в том, что измеряют падения напряжения на секциях основных обмоток...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514027
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bdec

Серый фрикционный чугун

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к серым высокофосфористым чугунам, и может быть использовано для изготовления литых фрикционных изделий. Серый фрикционный чугун содержит, мас.%: углерод 2,8-3,5; кремний 0,8-2,0; марганец 0,3-0,8; фосфор 1,6-3,0; серу 0,1-0,15;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514360
Дата охранного документа: 27.04.2014
Показаны записи 1-10 из 32.
20.03.2013
№216.012.2f7e

Адаптер подшипникового узла боковой рамы тележки, преимущественно грузового вагона

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам грузовых вагонов. Адаптер подшипникового узла боковой рамы тележки имеет контактные горизонтальную и вертикальные поверхности, взаимодействующие с горизонтальной и вертикальными контактными поверхностями подшипникового...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477693
Дата охранного документа: 20.03.2013
27.05.2013
№216.012.45a0

Способ циклирования щелочных аккумуляторных батарей и устройство для его реализации

Изобретение относится к области электротехники, а именно к области эксплуатации аккумуляторных батарей, и может быть использовано при производстве, введении в эксплуатацию, проведении плановых ремонтных и восстановительных работ с аккумуляторными батареями. Сущность изобретения заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483401
Дата охранного документа: 27.05.2013
20.06.2013
№216.012.4e79

Способ когерентного детектирования сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией на 180º и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области приема сигналов. Достигаемый технический результат - реализация максимально возможной помехоустойчивости приема сигналов. Устройство для реализации способа когерентного детектирования сигналов с абсолютной фазовой манипуляцией (ФМн) на 180° состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002485671
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.08.2013
№216.012.608f

Литейный сплав на основе алюминия

Изобретение относится к металлургии литейных сплавов на основе алюминия и может быть использовано при изготовлении конструкционных материалов для машиностроения и электрической промышленности. Сплав содержит следующие компоненты, мас.%: кремний 11-13, медь 0,8-1,5, магний 0,8-1,3, никель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490351
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.63d6

Промышленный вагон с дифференциальными колесными парами

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, а именно к промышленным вагонам с дифференциальными колесными парами. Промышленный вагон содержит тележки с колесными парами, каждая из которых включает ось (1), два колеса, одно из которых напрессовано на ось, две клеммы (6, 7) с разъемными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491195
Дата охранного документа: 27.08.2013
20.09.2013
№216.012.6af9

Устройство крепления подшипникового узла к раме тележки

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам вагонов. Устройство крепления подшипникового узла содержит: сменные износостойкие прокладки (6), снабженные верхними крепежными ветвями (9), зафиксированными над буксовыми проемами рамы (1), и нижними фиксирующими...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493036
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6afa

Сменный элемент фрикционного узла, преимущественно тележек грузовых вагонов

Изобретение относится к железнодорожному транспорту, в частности к тележкам вагонов. Сменный элемент (6) фрикционного узла выполнен в виде крышки (7) с опорной (7b) и фрикционной (7a) поверхностями. Элемент содержит, по меньшей мере, по части контура окантовку (8-13), расположенную под углом к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493037
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.12.2013
№216.012.8d7a

Сглаживающая рельсовая стыковая накладка

Изобретение относится к верхнему строению железнодорожного пути, в частности к конструкциям накладок для безударного стыкового разъемного соединения рельсов. Средняя часть накладок устанавливается внутри колеи для возможности взаимодействия их верхних поверхностей с колесом. При этом имеется...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501901
Дата охранного документа: 20.12.2013
10.01.2014
№216.012.936e

Способ ориентации, навигации и информации в пространстве людей с нарушением зрительных функций и система его осуществления

Изобретение относится к средствам для обеспечения жизнедеятельности инвалидов по зрению, а именно предназначено для получения информации и облегчения ориентации незрячих людей в пространстве. Способ ориентации в пространстве, навигации и информирования людей с нарушением зрительных функций...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503436
Дата охранного документа: 10.01.2014
10.03.2014
№216.012.a9ce

Безрезьбовое рельсовое скрепление пути с железобетонными подрельсовыми основаниями

Изобретение относится к железнодорожному транспорту и предназначено для использования в железнодорожных путях магистрального и промышленного транспорта, метрополитенов и трамвайного хозяйства в сочетании с щебеночным балластным слоем. Безрезьбовое рельсовое скрепление для пути с железобетонными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509185
Дата охранного документа: 10.03.2014
+ добавить свой РИД