Чугун

(5 в 4 С 22 С 38/1 ВЕННЫЙ НОМИТЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТСССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ТОРСНОМУ СВИ ТЕЛЬСТВ(71) Днепропетровский инженерностроительный институт(56) Авторское свидетельство СССРКф 395483, кл. С 22 С 37/00.Авторское свидетельство СССР(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано дляотливок, испытывающих динамическиенагрузки в условиях износа. Цельизобретения - повышение динамическойпрочности и улучшение стойкости кабразивному износу. Новый чугун содержит, мас.У.: С 2,3-2,1; Вь 1,8-2,8;Ип 0,9-1,8 Я 1 0,8-1,2; Си 0,3-2,1;М 8 0,03-0,08; Ч 4-6 и Ре остальное.Дополнительный ввод Ч в состав предложенного чугуна, а также изменениев нем соотношения С, Са и Я обеспечили повышение динамической прочности на 1,5-4,8 Х и повышение стойкостик абразивному износу в 2-2,3 раза.1 табл.Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, сопровождаемого воздействием динамических нагрузок.Цель изобретения - повышение дина" мической прочности и улучшение стойкости к абразивному износу. 10Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.Углерод в заявляемом интервале концентраций обеспечивает образова ние определенного количества высоко- твердой структурной составляющей в виде карбидов ванадия (7 С). При содержании углерода ниже 2,3 мас.Х снижаются технологические свойства 20 чугуна и количество карбидов. При содержании углерода в сплаве более 2,7 мас.7 при отливке деталей в сухие песчано-глинистые Формы наблюдается укрупнение карбидов, которые приводят к снижению пластических и прочностных свойств и, соответствендинамическои прочности.Кремний в данном диапазоне концентраций способствует образованию ЗО ванадиево-карбидной эвтектики, а акже используется для регулирования степени эвтектичности сплава, которая влияет на его технологические свойства. При содержании кремния менее 1,87 при указанной концентрации углерода ухудшаются технологические свойства, а более 2,8 мас,% - снижаются прочностные характеристики чугуна.Марганец в пределах 0,9-1,8 мас.% 40 повьппает жидкотекучесть чугуна. При содержании ниже 0,9 мас.марганец не оказывает существенного влияния на технологические свойства сплава. Увеличение концентрации марганца свы ше 1,8 мас.7. приводит к повьппению устойчивости аустенита, что тормозит его распад. Медь в указанном концентрационном интервале понижает растворимость ва-;. надия в твердом растворе, увеличивает количество карбидов ванадия и повышает износостойкость чугуна. При содержании менее 0,3 мас.заметного влияния на износостойкость ч угуна медь не оказывает. Присадка меди более 2, 1 мас.% при кристаллизации отлилок в песчано-глинистых Формах способствует граФитизации сплава, что снижает его износостойкость.Никель в пределах 0,8-1,2 мас,7 способствует повьппению твердости и, соответственно, износостойкости отли-. вок после термообработки за счет измельчения продуктов распада аустенита. При содержании никеля менее О,Я мас.7 и низкой скорости охлаждения при термообработке обнаруживается падение твердости отливок, что приводит к снижению износостойкости. При увеличении содержания никеля (свьппе 1,2 мас. ) происходит незначительное уменьшение твердости деталей, но происходит удорожение сплава, ДеФицитность и дороговизна никеля требуют определения узких концентрафционных интервалов его оптимального содержания.При содержании ванадия 4-6 мас.7 обеспечивается образование ванадиевокарбидной эвтектики на основе высоко- твердых карбидов ванадия, микротвер" дость которых составляет 2110-2800 Н, Эти карбиды обуславливают получение высокой износостойкости детали. Кроме того, в указанных пределах леги" рующих элементов в сплаве наблюдает" ся инверсия эвтектической структурной составляющей, что приводит к высоким пластическим свойствам и, соответственно, динамической прочности. При содержании ванадия менее ч мас.в чугуне появляются колонии на базе карбида железа, которые увеличивают гетерогенность сплава и снижают прочностные свойства. Кроме того, появляются участки ледебурита, которые снижают износостойкость чугуна. Легирование ванадием свьппе 6 мас.приводит к появлению избыточных карбидов ванадия грубого строения, уменьшению количества эвтектики, что снижает прочность и износостойкость сплава.Магний вводится в сплав для очистки его от серы и кислорода и уменьшения в связи с этим пленообразования при разливке и повьппения жндкотекучести при заполнении тонкостенных Форм. Менее 0,03 мас.магния не оказывают заметного действия, Ввод более 0,08 мас,7 магния экономически нецелесообразен.Чугун известного и предложенного составов выплавляют в печи с кислой Футеровкой по известнои технологии. Присадку ванадия производят в перегКак следует из таблицы, дополни-. тельный ввод в состав чугуна ванадия, а также изменение в нем содержания С, Сц и Ы обеспечивают повы" шение динамической прочности на 1,5-4,87., а также улучшение стойкос" ти к абразивному износу в 2-2,3 раза. формула изобретения И = 1001 Ч о20 Предлагаемый 191 8, 195 7,6 188 1 2,3 1,8 0,9 0,8 0,3 4,0 0,03 Остальное 12 50 005 2,1 6,0 0,08 2,5 г,з 1,3 1,0 гэ 7 гв 8 1 в 8 1 фг Иааестаый 185 18,8 2,3 - 0,03 0,4 0,1 0,02 2,8 - 0,04 06 0,15 0,03 ЗвЗ - 005 Оз 7 012 0104 З,З 0,9 0,4 2,9 5 3 4 1 2 О 5 3 1 179 16,9 3164 Оф 7 Зв 4 Сосатвитель Н. КосторнойТехред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк Редактор О, Головач Заказ б 719/32 Тираж 595 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 45 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, / 144 б 1 ретый до 1500 С металл, находящийся в нечи за 1 мин до выпуска из печи, Технологические пробы отливают в песчано-глинистые формы.Абразивостойкость сплавов опреде 5 ляют на установке при сухом трении по абразивному кругу диаметром 50 мм и толщиной 15 мм при скорости вращения 200 об/мин в течение 1 мин, Величину износа определяют по поте" ре веса образцов диаметром 10+0,5 мм и длиной 25+0, 1 мм по формуле где И - износ, 7;- первоначальная масса образца Г- масса образца после испы 2тания, г.Динамическую прочность определяют путем разрушения массой 120 кг с высоты 0,5 м, Динамическую прочность оценивают по суммарной работе разрушения.Химический состав и свойства чугунов приведены в таблице,Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, медь, магний и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения динамической прочности и улучшения стойкости к абразивному износу, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.4:Углерод 2,3-2,7 Кремний 1,8-2,8 Марганец 0,9-1,8 Никель Ою 8-1,2 Медь 0,3-2, 1 Магний 0,03-0,08 Ванадий 4-6 Железо Остальное