ЧУГУН ДЛЯ ВЕНЦОВ ДИСКОВЫХ ТОРМОЗОВ
CAST IRON FOR DISC BRAKES RIMS

Изобретение относится к конструктивным материалам, изготавливаемым методом черной металлургии и предназначенным для изготовления деталей дисковых тормозов, а именно венцов дискового тормоза.
Конструкция и материал дискового тормоза должны обеспечить возможность поглощения кинетической энергии, равной 18 МДж, при скорости начала торможения 200 км/ч, и должны обеспечивать отсутствие термоциклических трещин при повторных торможениях.
Известен венец дискового тормоза, в котором в качестве материала используется сталь, содержащая углерод, кремний, марганец, хром, никель, вольфрам, фосфор, серу и железо в определенном соотношении компонентов (US 4902473 А, С22С 38/22, 20.02.1990).
Однако применяемая для изготовления венцов дисков сталь в условиях частых повторных торможений нагревается сверх расчетных температур (600°С) и испытывает структурные превращения (отпуск и даже закалку), что приводит к возникновению полей растягивающих остаточных напряжений и растрескиванию венца. К тому же известный материал имеет структуру неполной закалки с большим количеством феррита по границам зерен, загрязненность стали венцов оксидами и сульфидами соответствует 2-3 баллу.
Известен также венец дискового тормоза, в котором в качестве материала используется чугун ЧВГ 30 по ГОСТу 28394-89, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, магний в определенном соотношении.
По ГОСТу 28394-89 диапазон по химическому составу имеет большой разброс, вследствие этого обнаруживается разброс физико-механических свойств чугуна. В том же ГОСТе не регламентируется процентный состав металлической матрицы, которая в свою очередь также оказывает существенное влияние на физико-механические свойства материала.
Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является повышение фрикционной теплостойкости и прочности, увеличение однородности материала, что приводит к снижению коробления и локальных перегревов.
Поставленная задача решается за счет того, что чугун для изготовления венцов дисковых тормозов, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, магний, согласно новому техническому решению, имеет структуру с вермикулярным графитом правильной формы и равномерным распределением, шаровидного графита не более 20% от площади шлифа и отсутствием цементита, а химический состав имеет следующие соотношения, мас.%:
углерод
3,6-3,8
кремний
2,2-2,5
марганец
0,25-0,35
фосфор
до 0,1
сера
до 0,025
хром
до 0,15
магний
до 0,03
Чугун, изготовленный согласно выше перечисленным данным, характеризуется оптимальным комплексом физико-механических свойств (временное сопротивление разрыву при растяжении σВ=290…320 МПа, относительное удлинение δ=4…7%, твердость по Бринеллю 145…155 НВ, теплопроводность 50…55 Вт/м·К), соответствующих высоким требованиям качества, и обеспечивает высокую фрикционную теплостойкость и прочность деталей дисковых тормозов.