Износостойкий чугун

(59 . С 22 С 37/06 ЕН ЬСТВУ ожкоев н Ь) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРд 1 ТИЙ ОПИСАНИЕ ВТОРСКОМУ СВИДЕ(21 ) 3505086/22-02(71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический. ин- ститут угольного машиностроения (53) 669.13.018.256(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР М 429129, кл. С 22 С 37/06, 1972,2. Авторское свидетельство НРВ М 24.330, кл. С 22 С 87/06, опубл, 1980.(54)(57) ИЗНОСОСТжащий углерод, крхром, бор, молибдо т л и ч а ю щ ис целью увеличениударно-абразивнойвиях коррозионногды и твердости, оты в следующем соУглеродКремнийМарганецХромВорМолибдеАзотЖелезо йКИЙ ЧУГУН, содер.мний, марганец,н, азот и железо,й с я тем, что,его абразивной,стойкости в условоздействия сресодержит компонентношении, в мас.:1,6-2,40,4-1,01,0-2,026,0-33,00,02-0,50,5-1,50,02-0,1ОстальноеИзобретение относится к чернойметаллургии, в частности к разделуиэносостойких чугунов, применяемыхдля работы в условиях интенсивногоударно-абразивного износа, сопровождаемого коррозионным воздействиемсреды, например деталям углеобогати.тельного оборудоВания.Известен износостойкий чугун,используемый для работы в условияхабразивного износа, сопровождаемого 10корроэионным воздействием Среды, содержащий, мас.: углерод 1,7-2,35;кремний 0,6-2,0, марганец - 2,8-3,9,хром 28-33, титан 0,05-0,3, цирконий 0,05-0,3 и железо - остальное 13.15Недостатком сплава является сравнительно невысокая абразивная иударно-абразивная стойкость, связанная с наличием значительного количества остаточного аустенита (свыше 50), обусловленного высоким содержанием марганца (2,8-3,9).Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является чугун, содержащий, мас.: углерод 1,7-4,0,кремний 0,5-4,0, марганец 7-16,хром 15-32; алюминий не более 6,.бор не более 0,1;молибден не более 1;,азот 0,8-1,2 и железо - остальное 2К недостаткам известного сплава.следует отнести повышенное содержание в нем марганца (7-16), что приводит к стабилизации аустенита, снижению температуры начала мартенситного 35превращения,в результате чего уменьшается уровень твердости и износостойкости (абразивной и ударно-абразивной ),Цель изобретения - увеличение абразивной, ударно-абразивной стойкости в условиях коррозионного воздействия среды и твердости.Поставленная цель достигается тем,что в сплаве, содержащем углерод,кремний, марганец, хром, бор, молибден, азот и железо, компоненты взяты 45в следующем соотношении, мас.:Углерод 1,6-2,4Кремний 0,4-1,0Марганец 1,0-2,0Х ром 26,0-33,0 50Бор 0,02-0,5Молибден 0,5-1,5Азот 0,02-0,1Железо ОстальноеВ предлагаемом чугуне высокая корроэионная стойкость достигается соотношением углеродаи хрома, создающим необходимую легированность твердого раствора.Благодаря сочетании сравнительно 60низкого содержания марганца (1-2)с молибденом и азотом чугун имеетболее высокую температуру началамартенситного превращения и, следовательно, содержит меньше остаточного 65 аустенита, снижающего твердость и износостойкость. Это объясняеТся тем, что молибден, увеличивая устойчивость остаточного аустенита в перлитной и промежуточной областях, практически не снижает температуру начала мартенситного превращения.При совместном легировании чугуна марганцем и молибденом в присутствии марганца происходит перераспределение молибдена между карбидами и основрй (увеличивается концентрация молибдена в металлической основе), что также увеличивает прокаливаемость. Наличие азота, расширяющего у-область, также способствует увеличению прокаливаемости.Кроме того, азот улучшает сопротивляемость межкристаллитной коррозии, т.е. повышает коррозионную стойкость сплава.Кроме того, наличие в сплаве азота способствует повышению Ударно- абразивной стойкости чугуна в связи с измельчением литой структуры и увеличением стабильности карбидов,Наличие бора, повышающего микротвердость карбидов, также способствует увеличению износостойкости.П р и м е р. Чугун выплавляли в индукционных и дуговых электрических печах с основной и кислой футеровкой, после чего проведены испытания абразивной, ударно-абразивной стойкости, прокаливаемости и температуры начала мартенситного превращения чугунов предлагаемого и известного составов.Ударно-абразивную стойкость определяли на центробежном ускорителе ЦУК, Сущность метода состоит в том, что образцы подвергаются воздействию потока абразивных частиц, создаваемого с помощьи центробежного ускорителя. В радиальные каналы ротора ускорителя поступает абразив, который под действием центробежных сил вылетает из ротора и ударяет о поверхность закрепленных вокруг ротора образцов. Испытания проводили в водоугольных пульпах. Уголь-антрацит марки А Донецкого бассейна, фракция 0,5-3 мм, соотношение Т:Ж = 2:1., Пульпа содержит ионы СХ; ЯО, ЯО 2; СаО, Ба+, Ре 2+ и Ре З+Абразивную стойкость определяли методом чашечного шлифования в водо- песчаных пульпах.Прокаливаемость определяли методом теплового моделирования. Этот способ основан на программном охлаждении по заданным режимам. Температуру начала мартенситного превращения определяли магнитным методом с помощью аннзометра Акулова.Результаты испытаний приведеныв таблице.1068529 Предлагаемый чугун Известный чугун Показатели нижнийуровень верхний уровень средний уровень Состав, масЛ углерод2,4 1,6 2,0 4,0 2,85 1,7 1,0 0,7 0,4 4,0 2,25 0,5 2,0 1,5 1,0 16,0 11,5 29,5 33 26 23,5 15. Нет Нет Нет 0,02 0,1 0,06 0,1 0,05 0 бор 1,5 1,0 0,5 0,1 0,05 молибден азот 0,8 1,2 1,0 0,5 0,26 Ос 02 Твердость НВСотливки толщиной 15 мм 59,5 59 59 35 32 30 Твердость НВСотливки100 х 400 х 400 мм 61 61 62 40 . 38 Лбраэивнаястойкость К 4 8,5 8,0 7,5 6,0 5,5 Ударно-абразивнаястойкость Кеоо 0,8 1,3 3,2 2,8 2,6 1,2 Абраэивно-коррозионная стойкостьК 8,2 6,3 Температураначала мартенситного превращения, С+10 -30 -70 +270 +200 +160 П р и м е ч а н и е: фпо вводу.Из таблицы видно, что предлагаемый чугун имеет более высокую твердость, чем известный при закалке как малых (толщиной 15 мм), так и больших (толщиной 100 мм) отливокЧугун обладает высокой прокаливаемостью, ко торая обеспечивается за счет комплексного легирования марганцем, молибденом и азотом. Благодаря сбалансированному составу по углероду, хрому и марганцу, а ВНИИПИ Заказ 11418/24 Тираж 603 ПодписноеФилиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул,Проектная,4 кремниймарганецхромалюминий нижний средний верхний уровень уровень уровень 5,7 12,4 124 12,6 также совместному легированию молибденом и азотом предлагаемый чугун имеет более высокую температуру начала мартенситного превращения, вследствие чего он содержит меньше остаточного аустенита и имеет более высокую абразивную, ударно-абразивную и абразивно-корроэионную стойкость.Зкономический эффект от использования изобретения при изготовлении проточной части насосов составит 500 тыс,руб. на 1000 т литья.