Литой износостойкий сплав

)5 С 22 С 38/46 ИЗОБРЕТ Ог, КСАН К АВТОСКОМУ ВИДЕТЕЛЬСТВ вной футеые плавки, тые обраэ мм для зивно-кори высоких бразивнопроводили таний при о испыты- длдгдемоый иэно кварцев ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР Р 1) 4630857,0222) 02.01,8946) 30,05.91, Бал, КЬ 20г 71) Запорожский машиностроительный институт им. Б, Я, ЧубаряГ 2)В, А. Федьков, Е. И, Ивахненко, Л, Б, ".ерепинский, Г, А, Федьков, А, И. Осаул, О. А, Культе., В. В, Лунев, В, С, Солодовников, В, И. Минакова, В, В. Дицель и Ю. В. Кононов53) 669,14.018.256-194 088,8)(56) Авторское свидетельство СССР Ы 1121311, кл, С 22 С 37,(10, 1984.Авторское свидетельство СССР М 1019003, кл. С 22 С 38/46. 1983.(54) ЛИТОЙ ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ (57) Изобретение относится к литым износостойким сплавам, предназначенным для изИзобретение относится к металлургии, в частности к сплавам на основе железа, и может быть использовано для изготовления литых деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного износа при наличии высоких температур (до 1100 С), например для изготовления пороговых плит печей спекания, решеток колосников, бортовых планок, волокуш конвейеров и других деталей агломерационного и металлургического оборудования.Цель изобретения - повышение абразивной и абразивно-корроэионной износостойкости сплава при высоких температурах.П р и м е р ы 1 - 4. Предлагаемую и известную сталь выплавляли в 60-килограмготовления деталей, работающих в сложных условиях абразивного и абразивно-корроэионного видов износа при наличии высокой температуры до 1100 С. Целью изобретения является повышение абразивной и абразивно-коррозионной иэносостойкости при температурах до 1100 С. Сплав содержит, мас.7 ь: углерод 0,7-1,4; хром 26,0 - 32,0; марганец 0,3 - 0,8; кремний 0,8 - 3,0; никель 1,0 - 6,0, алюминий 0,30-0,06; ванадий 0,005 - О,З; барий 0,005 - 0,05; РЗМ 0,005 - 0,1; железо остальное, По сравнению с известным сплавом абразивная износостойкость предлагаемого сплава при 1100 С возрастает более чем на 27, а абразивно-коррозионная износостойкость повышается более чем на 240, 1 табл,мовой индукционной печи с осно ровкой. Были проведены опытн от каждой из которых отбирали ли цы диаметром 100 мм и длиной испытаний на абразивную и абра розионную износостойкость пр температурах.Испытания на абразивную и а коррозион ную износостойкость на установке скоростных испы температуре 1100 С. Параллельн вали образцы из известного и пр го сплавов в течение 10 ч. При испытаниях на абраэиачестве абразива использоваесок марки 4 К, 165237210 25 30 35 40 При испытаниях на абразивно-коррозионный износ в качестве реагента использовали спек глиноземного производства.В таблице приведены химический состав и результаты испытаний на,абразивный и абраэивно-коррозионный износ при 1100 С известного и предлагаемого сплавов,Иэ данных таблицы видно, что сплав предлагаемого состава (примеры 1 - 3) обладает более высоким уровнем абразивной и абразивно-коррозионной износостойкости по сравнению с известным сплавом пример 4).Содержание углерода и хрома в предлагаемом сплаве соответственно 0,7-1,4 и 26,0 - 32,0 объясняется необходимостьюполучения сплава с ферритной структурой, имеющей в литом состоянии повышенное содержание карбидной составляющей. Кроме того, при содержании хрома в интервале 26.0 - 32,0 происходит повышение абразиено-корроэионной износостойкости в результате образования устойчивого пассивирующего слоя окиси хрома и увеличение абразивной иэносостойкости за счет выделения дисперсных карбидов хрома, равномерно расположенных е металлической матрицу. При содержании углерода и хрома ниже 0,7 и 26,0 соответственно структура сплава становится аустенитной, что при работе в условиях высоких температур в результате образования продуктов распада аустенита (о -фаза), располагающихся преимущественно по границам зерен, ведет к снижению абразивно-коррозионной иэносостойкости.При содержании углерода и хрома соответственно выше 1,4 и 32,0 в структуре металлической матрицы образуются крупноблочные выделения карбидов, в результате чего околокарбидные зоны обедняются хромом, что резко снижает абразивно-коррозионную износостойкость при высоких температурах.Кремний в пределах 0,8-3,0 стабилизирует благоприятную для работы в условиях абразивного и абразивно-корроэионного изнашивания при высоких температурах ферритокарбидную структуру. Кроме того, совместно с хромом способствует образованию устойчивого пассивирующего слоя,При содержании кремния выше 3 выделяется о фаза, вызывающая обеднение границ зерен кремнием, что ведет к заметному снижению абразивно-коррозионной иэносостойкости при температурах до 1100 ОС. Никель в интервале от 1,0 до 6,0 способствует повышению прочности и твердости металлической матрицы при высоких температурах и. как следствие, улучшает абразивную износостойкость,При содержании никеля более 6,0 в структуре сплава образуются области аустенитной составляющей, в которой в процессе длительной эксплуатации при высоких температурах появляются продукты распада (о-фаза), выделяющиеся по границам зерен и приводящие к снижению абразиено-коррозионной износостойкости.При содержании никеля ниже 1,0 О не происходит увеличения уровня прочности и твердости металлической матрицы, в результате чего абразивная стойкость при высоких температурах низкая,Алюминий в пределах 0,03 - 0,06 О 6 обеспечивает глубокое раскисление расплава,При содеркении алюминия выше 0,Обо в результате повторного окисления сплава при разливке образуются оксиды, располагающиеся по границам зерна и снижающие эбразиено-коррозионную износостойкость при высоких температурах. При содержании алюминия ниже 0,03 не происходит глубокого раскисления спла еа и наблюдается явление ситоеидной пористости, снижающее показатели как абразивной, так и абразивно-коррозионной износостойкости при высоких температурах.При введении е сплава 0,005 - 0,3 ванадия образуются комплексные карбонитриды ванадия, приводящие к дисперсионному упрочнению матрицы и повышению абразивной износостойкости.При содержании ванадия е сплаве ниже 0,005 ф образующихся карбонитридов ванадия недостаточно для того, чтобы оказать влияние на абразивную износостойкость при высоких температурах,Введение в сплав более 0,3 ф ванадия способствуетобразованию избыточных карбонитридов ванадия, которые выделяются по границам зерен, загрязняя их и снижая уровень абразивно -коррозионной износостойкости при высоких температурах.Положительное влияние бария на эксплуатационные характеристики предлагаемого сплава проявляется в пределах 0,005 - 0,05, Барий, образуя нитриды (Вай 2), имеющие высокую твердость, способствует повышению абразивной износостойкости. Кроме того, барий способствует удалению из сплава тугоплавких остроугольных неметаллических включений, очищая границы зерен, тем самым заметно1652372 р, ГПв ЙРизв - по Составитель Л. КаТехред М,Моргент ева Корректор О. Ципле едактор Л, Веселовска Заказ 1748 ВНИИПИ Го Тираж 398 Подписноетвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, у рина, 10 повышая гбразивно-коррозионную износостойкость сплава,При содержании бария менее 0,05 нитриды бария практически не образуются, кроме того, этих количеств бария недостаточно для очищения границ зерен и глобуляризации неметаллических включений, поэтому заметного влияния на абразивную и абразивно-коррозионную износостойкость при высоких температурах не оказывают,Введение бария в количестве более 0,05 приводит к повторному окислению сплава при разливке, вызывающему загрязнение оксидными включениями, что приводит к понижению показателей, как абразивной, так и абразивно-корроэионной износостойкости.Введение РЗМ в количестве 0,005-0,1 обеспечивает рафинирование расплава и глобуляризацию неметаллических включений, что упрочняет сплав и повышает сопротивление абраэивно-коррозионному исти ракию. При содержании РЗМ выше 0,1 происходит повторное окисление сплава при разливке, в результате чего происходит загрязнение неметаллическими включениями, что приводит к снижению уровня абразивной и абразивно-коррозионной износостойкости. Содержание РЗМ менее 0,0057 ь не оказывает эффективного воздействия на глобуляризацию неметаллических включений и поэтому показатели абразивно-коррозион ной иэносостойкости на низком уровне.Как следует из результатов, представленных в таблице, предлагаемый сплав позволяет более чем на 27 повысить абразивную износостойкость при 1100 С и 10 увеличить более чем на 24 абразивно-коррозионную износостойкость при той же температуре. Формула изобретен ия 15 Литой износостойкий сплав, содержащий углерод, хром, марганец, кремний, никель, алюминий, ванадий, барий, РЗМ ижелезо,отлич а ю щийс ятем, что, с цельюповышения абразивной и абразивно-корро зионной износостойкости при температурах до 1100 С, он содержит компоненты приследующем соотношении, мас. :Углерод 0,7-1,4Хром 26.0 - 32.0 25 Марганец 0,3-0,8Кремний 0,8-3,0Никель 1 - 6Алюминий 0,03 - 0,06Ванадий 0,005 - 0,300 30 Барий 0,005 - 0.050РЗМ 0,005 - 0,100Железо Остальное ссы изввстнотс сппеввс ЬРввв. - то же, поедпвгввмсгс