Износостойкий чугун

ЕтСКИХТИЧЕСНИХ ОЦИАЛ СПУБЛ 37/10(54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ УГУН (57) Изобретение относится к лургии и может быть использо производства отливок, работа условиях износа. Цель изобре повышение износостойкости, П ный чугун содержит, мас,7.: С 810 0,3-0,8; Мп 1,0-1,5; И Сг 1,2-1,8; В 0,2-0,3; Т О, и Ре остальное. Изменение со ния содержания компонентов в предложенного состава позвол высить износостойкость чугун 1,5 раза. 1 табл. 14твенное объашиностроен И,В.Смирно та ых)ельство СССР 37/08, 1979ьство СССР 37/10, 1980. тнош чу ет ван,ныхлеме Изобретение отно и, в частности к в износостойкого Цель изобретения состойкости.Изобретение илл количествах и ов обеспечива оотношении сится к металлурразработке состачугуна. ение усоженноменин са счет т повыш в предл в сравн в овьппение издн одерж чного я н юстрируется примеыполнения, резульдставлены в табаустенинкретногторого рами таты та в структуре металлическои основыпредлагаемого чугуна понижено, соответственно увеличена доля мартенсита,а следовательно, и износостойкость.Кроме того, при содержании углеродаи бора в указанных пределах карбидная составляющая структуры предлагаемого чугуна представляет собой,главным образом, эвтектику оченьтонкого строения; наряду с эвтектикой имеется незначительное количестводоэвтектических карбидов небольшогоразмера. Высокая дисперсность карбидНой составляющей также способствуетувеличению износостойкости чугулице.Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.Легирование чугуна титаном повьппает его износостойкость за счет образования специальных карбидов ТдС, обладающих высокой твердостью, а также увеличения дисперсности структуры. Кроме того, раскисляющее действие титана способствует повьппению коэффициента усвоения бора и, следовательно, снижению стоимости чугуна.Комплексное легирование чугуна никелем, марганцем и бором при ука" ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(56) Авторское свидетй 834.199, кл. С 22 САвторское свидетелУ 879884, кл. С 22 С тоичивости аустенита чугуне при охлаждении чугуном-прототипом. значительно меньшего келя количество оста металвано дляющих втения -редложен2,8-3,21,5-215-0,35+ (Мп) + 10(В) = 5,5-6,0 мас.7. предотвращает распад аустенита в предложенном чугуне при охлаждении и обес 5печивает его высокую износостойкость.Содержание титана в чугуне менее0,157 недостаточно для переохлаждениячугуна и получения мелкозернистогостроения, вследствие чего износостойкость чугуна не возрастает. При со,держании титана в чугуне свьппе 0,35%снижается ударостойкость сплава.Легирование никелем, марганцеми бором в количествах до 1,5; 1,0 15и 0,2% соответственно и при соотношении менее 5,57. приводит к распадуаустенита при охлаждении с образованием в структуре металлической основыперлита; а легирование этими же элементами в количествах свыше 2,5;1,5; 0,3% соответственно и соотношении больше 6,07 - к образованию большого количества остаточного аустени,та, что в обоих случаях отрицательносказывается на износостойкости чугуна,При содержании углерода в чугуне,до 2,8% количество карбидов в структуре, в т.ч. и высокодисперсных эвтектических, будет недостаточно, а,содержание углерода свыше 3,2% вызовет при содержании бора 0,2-0,37,образование крупных игл заэвтектических карбидов, что в обоих случаяхснизит сопротивление чугуна абразив 35ному износу.Содержание хрома, вводимого в чугун, несколько увеличено. Как и хром,марганец и бор являются карбидообразующими элементами. Тем не менее содержание хрома ниже 1,2% нежелательно вследствие возможного выделенияуглерода в виде графита, что снижаетизносостойкость чугуна. Легировать 45чугун хромом, взятым в количествесвыше 1,8%нерационально, так какон также способствует увеличениюколичества остаточного аустенита.Введение в состав менее 0,3% кремния вызывает образование крупныхигл бейнита, что снижает ударостойкость чугуна, а содержание кремниясвьппе 0,8% вызывает интенсивную перлитизацию и уменьшение износостой"55кости.Предложенный износостойкий чугунвыплавляют преимущественно в индукционных печах с использованием станартных шихтовых материалов. Такие,легирующие элементы, как никель ихром, вводят вместе с металлозавалкой.По достижении температуры чугуна впечи 1500 С вводят остальные элементы в следующем порядке: кремний, марганец, титан,бор. Бор вводят на зеркало чугуна в печи в виде ферроборамарки ФБ 20 (ГОСТ 14848-69), кусочками с максимальным размером 15-20 мм,Коэффициент усвоения бора при этомсоставляет 0,7-0,75.Для проведения испытаний были выплавлены три состава предлагаемогоизносостойкого чугуна, два состава,выходящих за заявляемые пределы, иодин состав, соответствующий чугунупрбтотипу (см. таблицу) .Испытания на износостойкость проводили на установке типа ВНИИПТУГЛЕМАШ,Образцы для испытаний длиной110 мм (длина рабочей части 100 мм)и диаметром 10 мм получали литьемв кварцевые трубки. Одновременно испытывали два эталонных образца (сталь20) и два образца чугуна одного состава.Время одного цикла испытаний составляло 50 ч. Число оборотов ротораустановки - 1300 об/миц. Расстояниеот оси вращения ротора до оси каждого образца (радиус) - 90 мм. В качестве абразива применяли речной песокБалашейкинского карьера, просеянныйчерез сито У 25, с водой. Соотношение абразива и воды по объему составляло 2:1, количество воды - 1 л.Гидроабразивную среду заменяли послекажцого цикла. испытаний.Относительную износостойкость, Химический состав и свойства предложенного и известного чугунов приведены в таблице,Из таблицы видно, что предложенный чугун в питом состоянии имеет износостойкость в 1,4-1,5 раза вьппе, чем у чугуна-прототипа.Формула изобретенияИэносостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, титан и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повьппения износостойкости, он содержит ком)(иническнй состав и свойстиа испнтаиннх чугунов Содервакне зииическик зленеитов, насЛ С 8( Ип и( Сг 8 уе( аб солит я, ) вердостьлнтон Чугун остокпин г .т-- з 101 ч г -ф- -1 нф ч Предлоиенннй 2 НИС 523 а нйс 512 0 НЯС 495 2 нйс аза 1 ф 50 1 г 50 1 е 20 ОаЭО Оф 5 - Ос 1 э 25 2 вОО 160 Оу 25 Оз 25 - Ос 1,00 2,50 1,80 0,20 0,35 " Ос 1,ЭО 0,60 0,25 0,0080,03 0,009 0,354 0,126 0,333 0,119 0,346 0,123 6,0 5,)5 5,50 2,80 0,30 Э,ОО 0,50 3,20 0,80 2,0 29 1,аа 0,54 98,30 2,Извес Составитель Н,КосторнойРедактор А.Маковская Техред М. Хода ннч Корректор М.Малец 482 Подписноео изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 35, Раушская наб., д, 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", геУ)кгородз ул. Гагарина,Заказ 699ВНИИПИ Государственного113035 з Тирмитетасква,. Соотнонение (н+ +(Ип)+ +10(8), 2 ХромБорТитанЖелезодричем суммабз 0 мас.Х,Отиосительяааизносостойкостьв питонсостовиии Пределпрочиос"ти приизгнОев латоксостовнии,ИПе