Износостойкий сплав

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 9) (11 15511 504 С 22 С АН УССР и инст и СССР1980,ССР1974. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Институт проблем литьяи Всесоюзный государственньвисследовательский и проектньтут асбестовой промышленнос(57) Изобретение относится к разработке износостойких сплавов для литыхдеталей, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.Цель изобретения - повьппение ударноабразивной стойкости, ударной вязкости и жидкотекучести, Предложенныйчугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7.: С 1,8-3,5;Бд 0,5-1,5; Мп 1,0-4,0; Сг 15-22,0;Ч 0,1-3,0; Мо 0,1-0,8; А 1 0,03-1,0;РЗМ 0,1-0,25; Из. 0,1-0,5; Са 0,0050,015; Т 0,4-1,0 и Ре остальное.Дополнительный ввод в состав чугунаМ 1, Са и Т 1 обеспечивает повьппение сударной вязкости до 0,9-1,2 кг м/см,жидкотекучести до 397-413 мм. 2 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке износостойких сплавов на основе железа, применяемых для изготовления литых деталей дробильно-раэмольного оборудования, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа, таких, например, как желоба рудоспусков, , футеровка и молотки дробилок, бичи бечевых распушителей и т.п,Целью изобретения является повышение ударной вязкости, ударно-абразивной стойкости и жидкотекучести чугуна.Выбор граничных пределов компонентов в составычугуна обусловлен следующим, Содержание углерода в чугуне 1,8-3,5 мас.%, При содержании углерода выше 3,5 мас.%, а хрома выше 22 мас.% в сплаве возрастает число хрупких эаэвтектических карбидов, снижающих ударную вязкость и износостойкость.Марганец, введенный в сплав в количестве 1,0 - 4,0 мас.%, необхо 25 дим для снижения скорости распада аустенита и обеспечения за счет этого наибольшей ударной вязкости сплава, Содержание марганца менее 1,0 мас,% не обеспечивает повышение ударной вязкости сплава ввиду незна. чительного снижения скорости распада аустенита, при содержании марганца более 4,0 мас.% происходит стабилизация аустенита, за счет чего снижается износостойкость сплава,. Введенный в сплав молибден, подавляя диффузию атомов фосфора к гра - ницам зерен, предотвращает образова ние в этих местах хрупких Фосфорных эвтектик. Улучшая дислокационную структуру сплава и обеспечивая упрочнение матрицы сплава за счет ее легирования, молибден повышает ударную вязкость сплава, При содержании молибдена менее 0,1 мас.% повышение ударной вязкости незначительное, содержание большее, чем 0,8 мас.%, ведет к пересыщению матрицы и, как следствие, к снижению ударной вязкос ти и износостойкости сплава.Ванадий и титан вводят в сплав как сильные карбидообразующие элементы, способствующие образованию дисперсных карбидов ванадия и титана типа МС, повышающих износостойкость сплава, причем содержание ванадия и титана ограничено соответственно 3,0 и 1,0 мас.%, так как при большем их содержании в сплаве образуются и растут сегрегации карбидов указанных элементов, что приводит к охрупчиванню сплава. При содержании вана" дия и титана ниже нижних пределов (соответственно 0,1 и 0,4 мас,Е) количество образующихся износостойких карбидов МС невелико и сущетсвенного влияния на повышение износостой-скости они не оказывают.Содержащийся в сплаве никель (0,1-0,5 мас.%) приводит к торможе" нию диффузионного распада аустенита, т.е. к его стабилизации, и способствует образованию аустенито-мартен- ситной структуры сплава, повышая его ударную вязкость. При этом большее, чем 0,5 мас.%, содержание никеля приводит к увеличению стабилизации аустенитной структурной составляющей сплава и к снижению за счет его иэносостойкости, а меньшее, чем 0,1 мас.%, содержание не способствует возрастанию ударной вязкостиКальций, введенный в сплав в указанных пределах (0,05-0,015 мас.%), способствует,цесульфурации сплава и очищению границ зерен от неметаллических включений, что повышает ударно-абразивную износостойкость и жидкотекучесть сплава. ВведениеРкальция ниже нижнего предела не эффективно, так как ввиду малого содержания не приводит к повышению жидкотекучести и иэносостойкости сплава, а большее его содержание нежелательно, так как нарушает однородность структуры - на границах зерен образуются скопления карбидов, снижающие ударную вязкость и износостойкость сплава.Нижний предел содержания алюминия в сплаве обусловлен наличием его в шихтовых материалах,а верхний предел - сильным влиянием на количество остаточного аустенита в сплаве.Сплав выплавляют в дуговой печи ДСП с основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ванадиевый шлак, электродный бой и гостированные Ферроспла" вы. В эавалку подают сталь, ферро- хром, ванадиевый шлак, ферромарганец. По расплавлении шихты в жидкую ванну вводят ферромолибден, электродныйТабляца 1 Содернанне компонентов масЛ С 8 Нц Предноненный 1 174 034 087 З 96 007 О 06 Оъ 02 006 0003 007 0 Э Остаявное 2 1, 80 О, 50 1,00 15,00 0 1 О О, 10 0,03 О, 10 0,005 О, 10 040 Э 2,62 113 2,48 18,61 1,47 0,35 054 0,33 0,010 0,17 0,73 а З,5 О 1,5 О 4,ОО 22,00 З,1 О О,8 О 1,ОО О,5 О О,О 15 О 25 1,ОО 5 3,59 181 4,23 22,96 3,24 0,89 121 0,61 0,02 0,29 1,12 Инвестна 2,О 7 1,14 1,21 9,6 0,43 0,74 052 О,1 З 0,06 Таблица 2 Жидкотекучесть, мм Ударная вязкость,4 н, кг.м/см2 Ударно-абразивная стойСплав Предел прочности при растяжении, 6, кгс/мм 2 кость, отн.ед,Предложенный1 81 0,5 0,8 394 86 413 1,2 90 1,2 409 1,5 95 0,9 1,8 397 0,7 1,4 385 Известный 93 0 6 1,0 370 3 13бой, ферросилиций. На дно ковша подают алюминий, по заполнении ковшана одну треть вводят силикокальцийи редкоземельные металлы, Температура заливки 1460-1380 С,Химический состав износостойкихсплавов представлен в табл. 1; физико-механические свойства предложенного сплава и известного - в табл.2,Предложенный иэносостойкий сплавимеет большие в 2 раза ударную вязкость, в 1,5 раза ударно-абразивнуюстойкость и в 1,1 раза жидкотекучесть по сравнению с известным, чтообусловлено дополнительнам вводом всостав сплава Из.+ Са и Тз.,формула изобретения Износостойкий сплав, содержащийуглерод, кремний, марганец, хром,1551 4ванадий, молибден, алюминий, рсдко земельные элементы и железо, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения ударно-абразивнойстойкости, ударной вязкости и жидкотекучести, он дополнительно содержитникель, кальций и титан прн следующем соотношении компонентов, мас,7,;Углерод 1,8-3,5 1 О Кремний 0,5-1,5Марганец 1,0-4,0Хром 15-22,0Ванадий 0,1-3,0Молибден 0,1-0,8 15 Алюминий 0,03-1,0Редкоземельныеэлементы 0.1-025Никель 0 1 0 5Кальций 0,005-0,015 20 Титан 0,4-,0Железо Остальное