Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХНИИРРИРИНИИИРЕСПУБЛИК 0% 01) За) С 22 С 3700 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ и . ШИРВВЦМР, , ,СТиаР Г,и-, Т 1 иии(71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институтим. Л. И, Брежнева(56) 1. Авторское свидетельство СССРУ 214555, кл. С 22 С 37/00, 1968,2. Авторское свидетельство СССР У 372290,кл. С 22 С 37/00, 1973.(54) (57) ЧУГУН, содержащий утлерод, кремний, марганец, лантан и железо, о т л и ч а ю щ и йс я темВ что, с целью повышения износостойкости и прочности, он дополнительно содержитсамарий при следующем соотношении компонен- .тов, мас.%:УглеродКремнийМарганецЛапта нСамарийЖелезо20 Цель изобретения - повышение износостойкости и прочности.Поставленная цель достигается тем, что чугУН, содержащий углерод, кремний, марганец,шантан и железо, дополнительно содержит самарий прн следующем соотношении компонентов,мас,%:Углерод 3,0-3,5Кремний 0,8- 1,5Марганец 0,4-0,6Лантан 0,05 - 0,10Самарий 0,10 - 0,25Железо ОстальноеПри установлении необходимых соотношений компонентов учитывали следующее,Углерод: по мере возрастания его концентрации свыше 3,5 мас,% увеличивается в структуреколичество карбидной фазы, что обеспечивает 45повышение твердости, но снижает вязкость,приводя к растрескиванию и выкрошиваниюрабочего слоя. При содержаниях углерода ни.же 3,0 мас.% резко уменьшается количествокарбидной фазы, что приводит к снижению из 50носостойкости.Кремний в указанных пределах предназначен для обеспечения необходимой степени графитизации чугуна. Увеличение содержания еговыше 1,5 мас.% приводит к образованию гра 55фита, что снижает износостойкость чугУна, Присодержаниях ниже 0,8 мас,% кремния резкоухудшаются литейные свойства чугуна,30 Изобретение относится к металлургии, а именно к изысканию термоизносостойких и высокопрочных белых чугунов для прокатных валков.Известен чутун 111 следующего химическогосостава, вес.%:Углерод 2,80 - 3,30Кремний 0,35 - 0,70Марганец 0,50 - 0,80Фосфор До 0,26Сера До 0,02Редкоземельныеметаллы 0,08 - 0,12Магний0,05 - 0,015Железо ОстальноеНедостатком известного чугуна являетсяниэ кая износостойкость.Наиболее близким по технической сущностии достигаемому результату к предложенномуявляется чугун Р следующего химическогосостава, вес.%:Углерод 2,5-3,2Кремний 0,1-0,5Марганец 0,2-0,4Лантан 0,005 - 0,15Железо ОстальноеНедостатками известного чугуна являются1 ййзкие износостойкость и прочность. 5 1 О 15 25Марганец в пределах 0,4 - 0,6 мас.% способст.вует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлическойматрицы, При увеличении содержания его выше0,6 мас.% укрупняется зерно, появляется транскристалличность в макроструктуре чугуна.Уменьшение содержания марганца ниже0,4 мас,% снижает физико.механические и специальные свойства.Лантан в указанных пределах способствуетповышению дисперсности матрицы, уменьшению условного размера карбидов, что влечетза собой повышение износостойкости. При увеличении содержания лантана выше О, мас.%в чугуне образуются в большом количествесульфиды и оксиды лантана, снижающие специальные свойства (износостойкость) чугуна.При содержаниях лантана ниже 0,05 мас.%лантан расходуется на рафинирование расплава.Самарий в указанных пределах приводит кполному подавлению кристаллизации ледебури.та, повышает дисперсность продуктов распадааустенита, что приводит к повышению износо.стойкости и прочности белого валкового чугуна, Увеличение самария выше 0,25 мас.%приводит к образованию большого количестванеметаллических включений, загрязняющих бе.лый чугун и снижающих его износостойкость,а при содержаниях менее 0,1 мас.% в структуре наряду с пластинообраэной эвтектикойкристаллизуется ледебуритная.П р и м е р. Чугун базового состава плавят в индукционной печи типа ЛПЗ - 67 М скислой фперовкой. При достижении температуры 1500+5 ОС порцию чугуна выпускают в разогретый ковш, в который предварительно загружают расчетное количество лантана металлического. При достижении 1320 С чугун заливаоют в кокильную форму, Образец имеет высоту 200 мм, диаметр 50 мм,В оставшемся в печи металле содержаниекремния доводят присадкой ферросилициядо 0,8 - 1,5 мас.% и при тех же температур.ных параметрах выпускают чугун в ковш срасчетными количествами лантана и самария,а затем заливают в кокильные формы. Из полученных цилиндрических отливок вырезают образцы в соответствии с ГОСТом для определения пределов прочности при изгибе и разрыве, а также образцы для определения износостойкости и металлографических исследований. Химические составы и результаты испытаний приведены в таблице.В результате исследований установлено, что износостойкость чугуна предлагаемого состава в сравнении с известным повышается на 7 - 60, предел прочности при. изгибе - иа 13-333 114705 4и предел прочности при растяжении - на 11 - высить их эксплуатационную стоикость на 20 -27%. 30%. Экономический эффект от внедренияИспользование для отливки прокатных вал- чугуна предлагаемого состава может достигнутьков чугуна предлагаемого состава позволит по,7 тыс.руб. Чугун Номер плав.6) МПа ба Износо.МПа стойС 8 Мпв Зт . Ее ки кость, г 3,2 0,45 3,2 0,45 Известный 1 0,4 0,05 - Остальное 520 0,4 0,15 - Остальное 545 415 0,050 435 0,046 Предлагаемый 10 12 505 0,037 515 0,035 535 0,032 13 485 0,038 15 0,5 0,075 0,32 Остальное 660 Составитель Н, КосторнойТехред А. Бабинец Редактор Е. Панп Корректор Л, Пилипенко Заказ 6736/18 Тираж 602ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открыпй113035, Москва, Ж, Раутпская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3,0 1,50 3,5 1,50 3,0 080 3,5 О,8 О 3,0 1,50 3,5 1,50 3,0 0,80 3,5 0,80 3,25 1,15 3,25 1,15 3,25 1,15 3,25 1,15 3,25 1,15 0,6 О,0 0,25 Остальное 690 0,6 0,05 0,25 Остальное 705 0,6 0,10 О, 0 Остальное 670 0,6 0,05 0,10 Остальное 665 0,4 0,10 0,10 Остальное 655 0,4 0,05 0,10 Остальное 660 0,4 0,10 0,25 Остальное б 95 0,4 0,05 0,25 Остальное 700 0,50 0,075 0,05 Остальное 600 0,5 0,075 0,10 Остальное 670 0,5 0,075 0,18 Остальное 685 0,5 0,075 0,25 Остальное 690 510 0,031 540 0,030 500 0,034 500 0,037 490 0,038 490 0,037 515 0,030520 0,031 470 0,045