Чугун

)46-104727,ьство СССР37/08, 1973,ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71.) Днепропетровский инжеительный институт(56) Патент Японии 1сл. 10 Л 173.Авторское свидетелВ 484262, ул. С 22 С Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для изготовления деталей, работающий в условиях ударно-абразивного износа.Цель изобретения - повышение абразивной стойкости и жидкотекучести.Выбор граничных пределов, содержания комйонентов в чугунепредлагаемого состава обусловлен следующим.Углерод в количестве 1,8-3,2 масЛ вводится в сплав для формирования износостойких карбидов и обеспечения необходимой жидкотекучести. При содержании углерода 1,8 масЛ резко падает жидкотекучесть и количество карбидов, что снижает абразивостойкость. При содержании в сплаве углерода более 3,2 мас.Х наблюдается выделение крупных зазвтектических карбидов, которые снижают механические свойства(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано припроизводстве деталей, работающих вусловиях ударно-абразивного износа.Цель изобретения - повышение абразивной стойкости и жидкотекучести, Чугунсодержит компоненты в следующем соотношении, мас.й: С 1,8-3,; 81 0,4-.0,9; Мп 0,2-0,95 Ст 26-29 Од 0,2-51Т 1 0,05-0,3; Ч 0,05-2; Ва 0,01-,0,03 еРе остальное, Дополнительный вводбария в состав чугуна позволяет повысить абразивную стойкость в 1,17-1,23 раза и жидкотекучесть в 1, 11,14 раза. и абраэивостойкость за счет их выкрашивания.Кремний в указанном диапазоне кон- центраций используется для регулирования степени эвтектичности чугуна, которая предопределяет его литейные свойства и микроструктуру. При содержании кремния менее 0,4 мас.Ж литейные свойства сплава снижаются и увеличивается склонность сплава к об- ф 4 разованию усадочных дефектов. При увеличении кремния (более 0,9 мас.Х) происходит укрупнение эвтектической составляющей, что .приводит к снижению динамической прочности.Марганец в пределах 0,2-0,95 .мас.Х фффф выполняет роль элемента, предупреждающего красноломкость. Марганец связывает серу. в мелкие сульфиды Мп 8 .с т.пл. 1610 С, которые располагаются при кристаллизации сплава внутри зе"рен, Содержаниемарганца менее .0,2 мас, . не оказывает существенного влияния на свойства сплава, так как становится примесью. Увеличение содержания марганца (более 0,95 мас, )5 приводит к образованию столбчатых кристаллов и снижению пластических свойств.Хром в предлагаемых количествах присаживается в сплав для обеспечения образования легированной хромом матрицы повышенной микротвердости, хромистокарбидной эвтектики на базе гексагональных карбидов хрома и мелкодисперсной карбидной фазы (Ре, Ск) С . Наличие этой структуры обеспечивает повышение твердости и соответственно абразивостойкости по сравнению с известным чугуном при сохранении высокой 20 динамической прочности, При содержании хрома менее 26 мас.начинает отсутствовать кубический карбид хрома (Сг С), снижается твердость и абразивостойкость. При содержании хрома 25 более 29 мас.7. появляется б-фаза, выделение которой сопровождается резким увеличением объема и, следовательно, внутренних напряжений, Кроме того, это соединение охрупчивает сплав.Никель в указанных количествах увеличивает стабильность аустенита при температурах эвтектического превращения. При вводе никеля до 5 мас.7 достигается максимальном твердость чугуна за счет образования значительного количества мартенсита. При содержании никеля менее 0,2 мас,М происходит снижение гвердости изделий как в литом состоянии, так ь после 40 термообработки, что приводит к понижению абразивостойкости. При содержании никеля более 5 мас./ происходит стабилизация аустенита и увеличение его количества в структуре после термообработки. Остаточный аустенит приводит к снижению твердости и соответственно абразивостойкбсти.Титан в указанных количествах обеспечивает связывание находящихся в жидком расплаве азота в нитриды, что повышает пластические свойства чугуна. При содержании менее 0,05 мас.7 титан не оказывает су 55 щественного влияния на свойства сплава, При наличии титана более О, Змас./ наблюдается появление карбидов титана, выделение которых отмечено на границах дендритов аустенита, чтоприводит к падению динамической прочности сплава.Ванадий в предлагаемом интервалеконцентраций является модифицирующими легирующим элементом, измельчающиммикроструктуру и образующим высокотвердые специальные карбиды, что приводит к высокой абразивостойкостичугуна. При содержании ванадия менее0,05 мас.7 не наблюдается описанногоэффекта в высокохромистом чугуне.При содержании ванадия более 2 мас./происходит увеличение интервалакристаллизации сплава за счет образования первичных карбидов ванадияна ранней стадии кристаллизации и соответственно снижается цинамическаяпрочность из-за увеличения микродефектов усадочного происхождения,Барий в предлагаемый чугун вводится в количестве 0,01-0,63 мас.дляуменьшения образования плен СгОзи удаления серы, что значительно повышает его жидкотекучесть, что особенно важно для футеровочных плитсложной конфигурации. Барий при содержании в сплаве менее 0,01 мас.неоказывает существенного влияния наего жидкотекучесть, а при содержанииболее 0,03 мас,7 эффект сниженияокислов хрома падает эа счет образования окислов бария, которые такжепонижают жидкотекучесть.При разработке химического состава предлагаемого чугуна металл выплавляют в печи ИСТ,06 с кислойфутеровкой по общепринятой технологии,Приготовляют три смеси ингредиентов, в которых содержание компонентов было на нижнем, среднем и верхнем пределе. Одновременно выплавляютсплавы по нижнему пределу, среднемусодержанию и верхнему пределу химического элементов прототипа,Каждую смесь сплавляют отдельно. Для введения в сплав необходимых химических элементов используют ферро- . марганец, угар марганца в печи с кислой футеровкой 347; феррохром,угар хрома 57 ванадий, угар ванадия составлял 427., титан губчатый, угар титана 41,57, силкобарий ФС(бария 227, кремния 357, железо остальное), угар бария - 567, никель, угар никеля 17.1611972 Формула и э о б р е т е н и я После очистки шлака проводят заливку сухих песчано"глинистых форм с заготовками для образцов на абразивный износ и спиралью Керри. Составс ) и Содераанне компонентов, мас.Х ТГ 1 ГГТтт Аоразнвостой- идкотекукость (потере честь (1.),ьеч массы), гм ,ч Мп Сг И Т 1 Р Ва Мо ге Предлагаемый1,82 2,5 з з,г 4 1,7 5 3,3 Иввестный68 Ое 4 Офг0,6 , 0,5ОвЯ Оф 95о,з о,0;9 1,01 26,0 0,2 27,5 2,5 29,0 5,0 25,5 0.,1 29,4 5,2 0,05 0; 15 о,э о,оз 0,34 0,05 0,01 воз Оэ 12 г,о о,оз 0,03 0,005 2,6 0,035 71,29 65,2 58,72 72,235 57,215 О,ЭЗ 7 о,зоз 0,255 0,344 о,г 7 о 716 750 762 7 ОВ 760 г,8З,О 4з,г Ор 9 031,г 0,40 1,3 0,5 12 0,8 14,2 Ое 97 6 1,11 0,2 0,26 о,зо О,ОВ 0,53 О, 2 82,62 79,08 76,97 о,з О,5 0,448 0,429 0,388 506 521 562 Составитель Н,Косторной Редактор Н. Гунько Техред М.ДидыкКорректор Л. БескидЗаказ 3815 Тираж 487 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 Феррохром нрисаживают в тигельпечи вместе с шихтой, ферромарганец, ванадий, титан и никель в расплавленный металл при 1380-1400 С. После перегрева сплава до 1450-1480 С и выдержки в печи 5- 10 мин производят выпуск металла в ковш, на дне которого находится разогретый до 500 С сио ликобарий, Температуру металла замеряют платино-платинородиевой термопарой погружения. Абраэивостойкость определяют по потере массы образцов при истирании абразивом (для сокращения времени испытания в качестве абразива взяли железную руду) во вращающейся лабораторной барабанной мельнице с постоянной скоростью вращения 50 об/ми 1. Образец выполнен в виде футеровочной плиты этой мельницы массой 50 кг, уменьшенная в 7 раэ модель футеровочной плиты барабанной мельницы по размолу стройматериалов - извести, цементного клинкера, шлака и др. Видкотекучесть определяют по длине залитой спирали (1), при температуре заливаемого металла 1320 С.о 5Результаты испытаний приведены втаблице.Полученные данные свидетельствуют о том, что предлагаемый чугун обладает большей жидкотекучестью (на10-147) и абразивостойкостью (на 17,524,37) по сравнению с известным,Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан,ванадий и железо, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью повышения абразивн 1 й стойкости и жидкоте кучести, он дополнительно содержитбарий при следующем содержании компонентов, мас.7:УглеродКремний25 МарганецХромНикельТитанВанадий30 БарийЖелезо