Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗСЮ С 22 С 37 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт и Лутугинский завод прокатных валков(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 240260, кл. С 22 С 37/00, 1969.2. Авторское свидетельство СССР Р 834198, кл. С 22 С 37/00, 1981.(54) (571 ЧУ 1 УН преимущественно для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, азот и железо, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения износостойкости, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:углерод 2,8-3,2 Кремний 3,1-3,4Марганец 1,3-2,0 Хром 6,5-7,3 Никель 0,4-0,6Ванадий 0,3-0,5Азот Ою 009 Ос 014 Алюминий 1,0-1,4 Железо Остальное20 Изобретение Относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для прокатных валков.известен чугун 11, содержащий, вес, 5Углерод 3,0-3,6Кремний 2,8-3, 5Марганец 0,6-2,0Хром 5,0-6,5Алюминий 1,0-1,5Железо ОстальноеОднако чугун имеет низкую твер".дость шеек валков, а также недостато .чно высокие прочность и ударную вязкостьНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун 23, содержащий вес.Углерод 2,7-3,4Кремний 0,4-1,0Марганец 1,6-3,0Хром0,6-1,2Никель 2,4-3,4Ванадий 0,2-0,5Азот 0,01-0,03 25 Железо ОстальноеНедостаток чугуна известного состава - неудовлетворительная износостойкость.Цель изобретения - повышение из носостойкости.Укаэанная цель достигается тем, что чугун преимущественно для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ва. 35 надий, азот и железо,.дополнительно содержит алюминий при.следующем соотчошении компонентов, вес.:Углерод 2,8-3,2Кремний 40 Марганец 1,3-2,0Хром 6,5-7,3Никель 0,4-0,6Ванадий 0,3-0,5Азот 0,009-0,014 Алюминий 1,0"1,4, Железо ОстальноеПри максимальной концентрации углерода (3,21 в структуре чугуна наблюдается наибольшее количество высокотвердых карбидов (С,РеСЗ, что обеспечивает наиболее высокую износостойкость отбеленного рабочего слоя валков. При дальнейшем, его увеличении в шейках валков в связи с низкой скоростью охлаждения эатвер девающего в них металла начинают выделяться крупные включения графита, что приводит к резкому снижению их прочности. Уменьшение концентрации углерода. ниже 2,8, ведет к снижению 60 количества карбидов (Сг, Ре 1 С и снижает износостойкость чугуна.При содержании креМния выше 3,4 увеличйвается степень графитиэации чугуна и в шейках валков появляются крупные включения графита. В случае снижения содержания кремния ниже 3,1 при обоснованном количестве углерода,хрома иванадия в структуре чугуна появляются крупные цементитные выделения, выкрашивающиеся в процессе эксплуатации валков, что приводит к преждевременному выходу их иэ строя.Ввод в чугун марганца в пределах 1,3-2,0 позволяет значительно увели. чить степень дисперсности продуктов превращения аустенита беэ увеличения количества свободного цементита.При выбранном содержании углерода и алюминия хром (в количестве 6,5 7,3 ) обеспечивает образование в структуре чугуна высокотвердых карби дов типа (Сг,ГеСЭ, что обусловли" вает значительное повышение износостойкости чугуна, Более высокое его содержание существенно увеличивает усадку чугуна, а уменьшение его содержания ниже 6,5 снижает его сопро тивление износу в связи с снижением мнкротвердости карбидов,Никель, как и марганец, при содержании не менее 0,4 повышает степень дисперсности продуктов превращения аустенита, Выбранные пределы содержания никеля 0,4-0,6 увеличивают плотность чугуна и уменьшают склонность к образованию пористости, что способствует повышению твердости и износостойкости. Увеличение содержания никеля свыше 0,6 нецелесообразно ввиду его дефицитности и высокой стоимостиСодержание ванадия в чугуне в количестве 0,3-0,5 существенно изменяет структуру металла: уменьшает столбчатость, увеличивает дисперсность перлита, повышает твердость, значительно повышает плотность, что в совокупности с повышением твердости увеличивает износостойкость. При содержании ванадия менее 0,3 влияние его на структуру незначительно. Нри увеличении содержания ванадия более 0,5 в структуре шеек появляется цементит, что затрудняет их механическую обработку и может служить причиной поломки валка при эксплуатации.При вводе в чугун, легированный ванадием 0,009 азота, происходит образование нитридов и карбонитридов ванадия, снижающих транскристаллич-. ность в рабочем слое валков. При повышении содержания азота свыше 0,014 в рабочем слое валков наблюдается значительная пористость.Алюминий, как и кремний, способствует перераспределению хрома между аустенитом и карбидной фазой при затвердевании чугуна. Введение в чугун 1,0-2,0 алюминия повышает его твердость и износостойкость, од1070193 емый чугун имеет износостойкость ,на 53 виае, чем чугун-прототип. Экономический эФфект от внедрения чугуна предлагаемого состава при производстве валков прокатных станков составит 6161,9 тыс.руб. ввтв Износостойсостав, вес.5 Чугун Химический 5 Мп Сг АЕ 2 ф 4 0,2 Ою 01 ОстИзвестный 2,7 0,4 1,6 0,6 ЗгО О/7 2 фЗ Ок 9 2;9 0,3 0,02 Осто Зю 4 10 ЗРО 1 ф 2 3,4 Ою 5 0,03 ОстОю 4 , ОкЗ О/009 Ост.0,5 0,4 0,011 Ост. Зг 2 Зю 4 20 7 ю 3 1 г 4 Окб Ок 5 0014 Ост. Составитель Н, КосторнойРедактор А. Курах Техред Т,Фанта Корректор В. Гирняк Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб., д. 45Заказ 11649/28 в аевавве, в ааввеееатв твеееетат Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вако при содержании алюминия свьые 1,4 резко увеличивается брак валков., по пленам в виде АУО, так как алюминий обладает высокой склонностью к окислению.Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлага,Предлага,8 3,1 1,3 6,5 1,0емыйЗфО Зф 2 1 фб 69 1 ю 2 0,0031 00026 Ою 0022 Оф 0019 0,0018 Ою 0016