Чугун

(57) Изобретение относитсялургии и может быть использовано приизготовлении деталей дробеметных:.аппаратов. Цель - повышение ударноабразивной стойкости при сохраненииуровня механических свойств, Чугунсодержит, мас,%; С 2,6-3,4; 81 0,10,8; Мп 0,5-2; Сг 16-24; М 0,3-2,5;Ч 0,3-1,5; РЗМ 0,01-0,03; Мя 0,010,03; Иа 0,005-0,01; В 0,001-0,005;Сц 0,5-1,2; Ре остальное, Дополни-,тельный ввод в состав предложенногочугуна Мя, Ха, Вэ. и Сц позволяетповысить ударно-абразивную стойкостьв 4,6 раза. 2 табл. 1) 2) 6) 4371088/2. 25,01.88 07.08,90. Научно-прдинение по юл. У 29зводственно ракторостроению объе "НАТ (72)С,С. М.П. Ш Ротен Дуранд ольдште езнов В.И. 1(анторДмитриченкоОвсянниковЖуравлев, ВЖабин и А,669,15-196 ебатин берг, ин, йню овичВ,АВ.Ф,А.Ж А.Л.Ю.А. С.В(53) (56) 1( 10А 1( 088 ьство СССР 7/08, 1983, тво СССР 7/10, 1984,свидетел С 22 С 3 идетельс С 22 С 3 Авторск 6300, к торское4779, кл снижает износостойкость из-за образо-. Двания в структуре чугуна хрупких сложных эвтектических карбидов. Одновреивайменно происходит снижение прочностипри изгибе и ударной вязкости,ООСодержание марганца меньше. ниж- Сфнего предела (0,5%) приводит к образованию в литой структуре чугуна пер"л та, что увеличивает временные режи ,мы термической обработки и количество остаточного аустенита, а это ведет к увеличению износа детали. и 1 Лрисадкамарганца вьппела приводит к ерхнего нижению отя это ведетвязкости, одна величе. изноои обработки, что оается на износостойСодержание этих эо и в отдельности),ерхний предел (3,4 ательно ска ости.ементов (каждопревьппающее 0,87), резко оятно этоаточного;чу ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для сменных деталей дробеметных, аппаратов,Цель изобретения - повышение удар но-абразивной стойкости при сохранении уровня механических свойств в термообработанном состоянии.Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен тем, что содержание углерода и кремйия менее их нижнего предела (2,6 и 0,17) существенно увеличивает вязкость и уменьшает твердость не только в литом состоянии, но и после термичессущественно снижается, связано с образованием аустенита в структуреДля получения чугуна, в структурекоторого содержится большое количество карбидов, обеспечивающих высокуюстойкость к воздействию абразивногоизноса, проводят легирование хромоми ванадием. Содержание последних менее их нижних пределов (16 и 0,3%)приводит к недостаточному легированиюостаточного аустенита, образовавшего Ося в процессе термической обработки.Содержание хрома и ванадия в количестве, лревьппающем их верхиий предел (24 и 1,5%), также снижает износостойкость. Это можно объяснить тем, 15что они в избыточном количестве приводят к охрупчиванию за счет резкого увеличения размеров отдельных кар"бидов, которые в процессе работы детали являются сильными концентраторами 20напряжений, приводящими к преждевременному выходу из строя вследствиеразрушения,Легирование никелем менее 0,3% не, оказывает существенного влияния на 25формирование структуры, чугуна, а, следовательно, на его свойства; присодержании его более 2,5% сказывает. ся влияние на стабилизацию аустенита,увеличивая его остаточное содержание З 11после термической обработки, что снижает твердость и износостойкость.Присадка меци в пределах 0,5 -1,2% обуславливает требуемый эффект -, равномерную прокаливаемость чугуна. З.При содержании меди меньше нижнего (0,5%) предела свойства находятсяна уровне известного. Верхний предел(1,2%) содержания меди связан с необходимостью получения высокой прокаливаемости при минимальном содержании остаточного аустенита.Присадка висмута в чугун в пределах 0,001-0,005% способствует сфероидизации эвтектических карбидов хро" 15ма, что значительно повышает износостойкость, прочность и ударную вязкость за счет резкого уменьшения ихнадрезываюшего действия.Содержание висмута в чугуне прак; тически, це влияет на морфологию Карбидов, на выше 0,005% приводитснижению прочностных свойств чугуна за счет выделения карбидов висмута по границам зерен,Дпя глубокого рафинирования расплава и связывания примесных элементов (серы, фосфора и кислорода) внеметаллические соединения округлой формы с выделением их в шлак вводят РЗЫ, магний и натрий. Рафинирование существенно облегчает образование карбидов хрома и ванадия в процессе кристаллизации расплава.Содержание каждого из этих элементов меньше нижнего предела (0,01;0,01 и 0,005%) оказывает слабое влияние на уменьшение вредного влияния серы, фосфора и кислорода, т.е. на изменение формы, уменьшение количества и характер распределения неметаллических включений, образующихся при эвтектической кристаллизации, Присадка каждого из указанных элементов вьппе верхнего предела(0,03, 0,03 и 0,01%) приводит к появлению в структуре чугуна значительного количества интерметаллидных соединений, отрицательно влияющих на прочностные и ударные свойства деталей. Следует отметить, что за счет введения натрия, обладающего сильной раскисля" ющей способностью, вводимое количест. во магния и РЗМ резко сокращается.П р и м е р. Выплавку чугуна проводят в индукционной печи ИСТ,5 с основной футеровкой. В расплав чугуна при 1490-1520 С вводят легирующие элементы: никель, феррованадий, феррохром и медь. Перед сливом металла в ковш вводят РЗИ, магний, натрий и висмут. Жидкий чугун при 1420-1460 С заливают в облицованный кокиль, получая стандартные образцы для испытаний, которые в дальнейшем подвергают термической обработке: нагрев доо980 С, выдержка 90 мин, закалка в масло, затем отпуск при 250-270 С в течение 2-3 ч.Составы предлагаемого и известного чугунов приведены в табл.1, а, результаты испытаний физико-механических свойств по известным методикам - в табл,2, Испытания на износ ведут непосредственно на деталях (лопатки дробеметных аппаратов) в производственных условиях в паре со стальной дробью и чугунной дробью.Как следует из табл.1 и 2, дополнительный ввод в состав чугуна Ия, На, Вд и Сц, а также повьппение в нем содержания Сг позволяет повысить ударно-абразивную стойкостьФормула из обретения 0,01-0,03 0,01-0,03 0,005-0,01 0,001-0,005 0,5-1,2 ОстальноеХрем- МаргаТаблица Содерканне химических элементов, масЛс тНикельВана- РЗМ Магний Ндий Чугун клер д Хром атрий Висмут Железо Мель Предлагаемый26 0,5 160 О,З 0,8 0,02 0,01 0,005 0,002 Остальнос 22,0 25 О,Э 001 18,0 1,0 1,5 0,02 240 15 10 003 2 3Известный 3,2 29 3,4 0,8 0,1 0,4 1,5 0,5 г,о 0,02 0,01 0,00 0,03 0,008 0,003 0,02 0,006 0,005 0,5 1,0 0,8 2,0 1,0 5,0 0,05 Э,О О,1,5 Ю 11 эвестоа чугун содервит гт 022 и Ва 0022 Таблица 2 1 Твердость, НКС Ударная Пределпрочно.сти Ударноабразивный изЧугун вяз на изгиб, МПа нос,г/мч кость,кгс/смПредлагаемый1 2 3 4 Извест- ный 780 906 950 873 58,0 60,5 60,0 61,0 5,5 4,23,0 3,8 1,3 0,9 1,0 0,8 0,8 . 61,0 25,3 900 Составитель Н, КосторнойРедактор Н. Рогулич Техред М.Ходанич Корректор М. Самборская Заказ 2232 Тираж 487 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент"., г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 158 в 4;6 раза, сохранив при этом достаточно высокий уровень 6 , КСт иЮэ НКС. Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, редкоземельные элементы и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения ударно-абразивной стойкости при сохранении уровня механических свойств в термообработанном состоянии, он дополнительно содержит . магний, натрий, висмут и медь при 3458 6следующем соотношении компонентова мас.Е:Углерод 2,6-3,4 Кремний 0,1-0,8 Марганец 0,5-2,0 Хром 16-24 Никель 0,3-2,5 Ванадий 0,3 - 1,5 Редкоземель 1 сзные элементыМагнийНатрийВисмут15 МедьЖелезо