Легированный белый чугун для отливки мукомольных валков

( 9) ( 1) А СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(51) С 22 " 37/08 ТЕНИ А.БУ.Зотьев,дово ский жсУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ И АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский ордена Труго Красного Знамени металлургичеинститут им. Л.И,Брежнева и Воронекий технологический институт(54) (57) ЛЕГИРОВАННЫЙ БЕЛЫЙ ЧУГУН ДЛЯ ОТЛИВКИ МУКОМОЛЬНЫХ ВАЛКОВ, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости, он дополнительно содержит медь,.молибден, ванадий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Углерод 2,8"3,5 Кремний 0,5-1,4 Марганец 0,2-0,5 Хром 0,20-0,35 Никель 1,2-1,8 Медь 0,8-,5 Молибден 0,2-0,4 Ванадий 0,10-0,35 Церий 0,15-0,25 Железо ОстальноеИзобретение отйосится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливки мукомольныхвалков,Целью изобретения является новышение прочности и ударной вязкости.Состав и свойства предлагаемого иизвестного чугунов представлены втаблице,Количество пластинчатого ледебурита в структуре белых чугунов увеличивается по мере снижения степениих эвтектичности. Наибольшее влияниена него оказывает содержание углерода. Поэтому снижение его концентрации в чугуне до 2,8 мас.% повышаетпрочность и ударную вязкость. Дальнейшее уменьшение содержания углерода вызывает ухудшение литейныхсвойств (увеличейие усадки и ухудшение жидкотекучести), которое являетсяпричиной появления брака отливок. Увеличение концентрации углерода до3,5 мас.%в белом чугуне повышаетколичество карбидной Фазы и твердость 25(износостойкость) валков. Однако приболее высоком содержании углеродауменьшается доля пластинчатого ледебурита в структуре чугуна.Кремний является сильнейшим графитиэирующим элементом и пределыего содержания выбраны с учетом нейтрализации карбидизирующего влиянияванадия и молибдена. Поскольку онвместе с углеродом предопределяетстепень эвтектичности, то уменьшение его концентрации менее 0,5 мас.%ухудшает литейные свойства и не обеспечивает нейтрализации ванадия и молибдена. При увеличении концентрации выше 1,4%степень графитизацииувеличивается настолько, что .в струк -туре появляются включения графитаи износостойкость чугуна снижается.Марганец влияет на строение колоний аустенито-карбидной эвтектики,но повышает дисперсность продуктовпревращения аустенита, что проявляется при концентрации его только более0,2 мас.%. Однако при содержании50его более 0,5 мас.% такое влияниемарганца проявляется незначительно,а карбидообразующее действие увеличиватся, что ведет к снижению ударной вязкости. Медь повьппает степень дисперсности продуктов превращения аустенита и может частично в этом отношении заменить более дорогостоящий никель. Однако она имеет ограниченную растворимость в твердом чугуне. Это не позволяет эффективно использовать ее в качестве заменителя никеля в этом направлении при превышении предела растворимости и предопределяет нижний предел ее концентрации (0,6 мас.% Сц). В интервале концентрации 0,6-1,5 мас,% медь частично выделяется в структуре чугуна в виде самостоятельной мелкодисперсной фазы, что обеспечивает улучшение обрабатываемости чугуна при нарезке рафилей. При увеличе" нии содержания меди выше 1,5 мас,% в значительной степени проявляется ее графитизирующее влияние и твердость чугуна снижается.Никель, как и медь, повышает степень дисперсности продуктов превращения аустенита. Содержание никеля 1,2 мас.% в присутствии 0,6- 1,5 мас,% меди в структуре рабоче- го слоя валков обеспечивает получение тростита и сорбита, В отличие от меди никель не выделяется в чугуне в виде самостоятельной фазы, но поскольку он влияет на растворимость меди, то его содержание должно быть сбалансировано с содержанием меди, При увеличении содержания никеля выше 1,8 мас,% его графитиэирующее действие проявляется в такой мере, что твердость чугуна снижается.Хром уменьшает чувствительность чугуна к скорости охлаждения при затвердении и тем самым обеспечивает выравнивание уровня механических свойств по глубине рабочего слоя валков и уменьшение в нем спада твер дости. За счет этого достигается удлинение времени эксплуатации между переточками валков и увеличение продолжительности их эксплуатационной кампании, Такое влияние хрома проявляется при содержании его в чугуне более 0,20 мас.%, При концентрации его вьппе 0,35 мас.% возрастает количество ледебурита, а количество пластинчатой эвтектики снижается, что приводит к уменьшению ударной вязкости и прочности,Молибден при концентрации в чугуне более 0,2 мас.% (в присутствии никеля и меди ) повышает степень дис персности продуктов превращения аус1164302 является очень сильным карбидообразующим элементом, поэтому при содержании его более 0,35 мас.Х вструктуре чугуна появляется большое 5 количество эвтектического цементита,что приводит к снижению ударной вязкости и прочности.Церий при концентрации 0,15.0,25 мас.7 обеспечивает получение в 10 структуре чугуна колоний аустенитнокарбидной эвтектики в виде пластинчатого ледебурита. При более низкихконцентрациях церия колонии аустенито-карбидной эвтектики сохраняют 15 строение ячеистого ледебурита, а приболее высоких концентрациях увеличения количества пластинчатого ледебурита не происходит. тенита и тем самым обеспечивает получение тростита и сорбита при более низких концентрациях никеля имеди. При концентрации молибденаболее 0,4 мас.Х такое его влияниеослабевает, а увеличивается карбидизирующее действие . Помимо этогомолибден является дорогостоящими дефицитным материалом, а поэтомудальнейшее повышение его содержаниянецелесообразно также и по экономическим соображениям. Ванадий при концентрации более 0,15 мас.7 размельчает колонии аустенитно-карбидной эвтектики, устраняя тем самым транскристалличность в рабочем слое валков. Однако он Содержание химических элементов, 7 Чугун Сц Сг Мп 3,6 0,35 0,28 0,38 2,1 2 э 8 Оъ 50 Ое 20 Оэ 20 .1 в 2 ИзвестныйПредложенный 0,6 3,1 0,95 0,35 0,27 1,5Ф3,5 1,40 0,50 0,35 1,8 1,5 Пределпрочнос-.ти приизгибе,кг/мм Содержание химических элементов, Ж Ударнаявязкость,кг/см Чугун Се Мо Известный 0,2 0,10 0,15 0,22 0,20 О э 35 0125 53 0,3 0,4 0,3 0,4 0,3 55 Предложенный 0,2Продолжение таблицы