Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) Н Е ИЗОБ ТЕНИ ДЕТЕЛ ЬСТВУ СР,ий,ргии, их чу- ивно вел ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ С(57) Изобретение относится к металл в частности к изь 1 сканию износостойк гулов, способных подвергаться интенс Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве изделий из высокохромистого чугуна (грунтовых насосов, горного и металлургического оборудования), подвергающихся интенсивному абразивному износу.Наиболее известным материалом для изделий, работающих в условиях интенсивного износа. является чугун ИЧ 280 Х 28 Н 2, имеющий следующий химический состав, мас.%;С 2,7 - 3,0; 510,7-1,4; Мп 0,5 - 0,8; Сг 28,0 - 30,0; М 1,5 - 3,0; Б до 0,08; Р до 0,1. Коэффициент относительной износостойкости (по отношению к закаленной стали 45) 1,6; твердость в литом состоянии 51-50 НЯС (ГОСТ11849-76).Недостатком указанного чугуна являетсяповышенная хрупкость и низкая обрабатываемость в литом состоянии.,Ж 1788072 А51)5 С 22 С 37/10 2му абразивному износу,и может быть использовано при производстве грунтовых насосов, горного и металлургического оборудования, Предложен иэносОстойкий чугун для деталей, работающих в условиях особо интенсивного абразивного износа, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, титан, цирконий и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%; углерод 2,8 - 3,2; кремний 0,7-1,4; марганец 0,5-0,8; хром 28,0 - 30,0, никель 1,2-1,8; титан 0,10-0,18; алюминий 1,0-2,0; цирконий 0,05-0,15; железо остальное, сера и фосфор вобычных пределах, Введение 2 г позволяет улучшить обрабаты- ваемость чугуна в литом состоянии и повысить износостойкость, 1 табл.Ъ,Ф обусловленные присутствием в структ заэвтектических карбидов хрома М 7 Сз. С целью улучшения обрабатываемости чугуны этого типа подвергают отжигу, при котором происходит частичная сфероидизация карбидов хрома. Однако при этом значительно снижается износостойкость,Обрабатываемость белого высокохромистого чугуна типа ИЧ 280 Х 28 Н 2 в литом состоянии без значительного снижения иэносостойкости может быть улучшена за счет изменения формы карбидов, устранения транскристаллитной структуры, а такжеуменьшения устойчивости аустенита сцелью предотвращения фазового наклепа при резании.Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа к заявляемому составу, является чугун следующего химического состава, мас,%;, 3 1788072 4С 2,8-3,2; Ю 0,7 - 1,4 Мп 0,5-0,8;Сг 28;0- При легировакии чугуна алюминием в34,0; М 1,2 - 1,8; А 0,2 - 0,5; Т 0.2-0,6, И 0,05- количестве 1,0-2,0% происходит изменение0,10; Ге - остальное, Коэффициент . строения эвтектической составляющей.относительной износостойкости до 2;5;-" Включения карбидов становятся более октвердость в литом состоянии 51-61 НВС, 5 руглыми и разобщенными, В то же времяПрисутствие в составе чугуна титана в снйжается устойчивость аустенита и его соколичестве до 0,6 мас,% приводит к устра- противление фазовому наклепу. Содержанения заэвтекти 4 еских карбидов хрома и ние в чугуне алюминия менее 1,0 мас,%образованию иэолированйыхвключений .; .существенно не влияет на устойчивость аускарбида титана. Недоста 1.ком данного спла тенита. Аус 1 енит значительно упрочняетсява является грубокрйСталлическое строе- при пластической деформации вблизи зоныние, а также пониженные литейные резания, образуя мартенсит деформации,свойства; обусловленные присутствием ти- что резко отрицательно влияет на обрабатываемость чугуна. Содержание в чугуне болееЦелью изобретения является улучше 2,0 мас.% алюминия приводит к образование обрабатываемости и повышение изно- нию структурно свободного феррита, а этосостойкости высокохромистого чугуна в значительно снижает твердость и отрицалитом состоянии., .:" .: . " " тельно сказывается на износостойкости.Поставленная цель достигается тем, что Уменьшение верхнего предела конценчугун, содержащий углерод, кремний, мар трации хрома в чугуне по сравнению с проганец, хром, никель, алюминий; титай,"желе- тотййом связано с тем, что при содержаниизо,дополнительно содержит цирконий при этого элемента выше 30,0 мас.% в структуреследующем соотношении компонентов, появляютсякрупные выделения первичногомас.%: ., ..карбида МтСз. Обрабатываемость при этомУглерод 2,8 - 3,2 25 ухудшается,Кремний.0,7.-1,4,П р и м е р. Для определения преимуМарганец0,5-0,8 - " ществ предлагаемого чугуна по сравнению, . Хром .28,0-30,0с прототипом в индукционной печи МГП Никель . 1,2-1,8были выплавлены соответствующие сплавы,Титан,. 0,10-0,18; 30 В качестве шихтовых материалов использоАлюминий 1,0-2,0вали передельный чугун (4,2% углерода),Цирконий 0,05-0,15 ферросплавы (ферромарганец, ферросилиЖелезо Остальное ций, ферротитан, феррохром, ферросиликоДля достижения поставленной цели (хо- цирконий ГОСТ 4761-80, 4755-80, 4755-80,рощей обрабатываемости при высокой иэ 1415-78, 4757-79), чистые металлы (А 99,95,носостойкости) необходимо изменить два Ю 100%), Температура расплава перед вьюосновных компонента структуры - карбиды пуском из печи составляла 1420 С, темпераи основу.: ,.тура заливки 1380 С.Присутствие"в чугуне карбидообразую- Твердость измеряли на приборе Роксщего элемента титана в пределах 0,10-0,18 40 велл типа ТКМ, Испытания чугунов на измас,% приводит к образованию обособлен- нос проводили в лабораторных условиях наных выделений его собственнйх карбидов и исйытательном стенде конструкции инстиуменьшению количества выделений заэв- тута "ВНИИгидротрубопровод". Абразивсо,тектического карбда МтСз. При содержа- держащей средой служила водопесчанаянии тйтана менее 0,10% его влияние на 45 смесь, содержащая кварцевый песок (25, карбидную фазу незначительно. При кон- мас.%), Скорость перемещения смеси 10центрации титана более 0,18 мас.% ухудша- м/с, время эксперимента 50 ч, При опредеются литейные свойства жидкого металла, лении относительной износостойкости запрежде всего жидкотекучесть,"единицу принимали износостойкость обДля устранения транскристаллитной 50 разцов, изготовленных из чугуна-прототиструктуры и увеличения вязкостиматрицы впа.состав чугуна вводится цирконий.Содержа- Обрабатываемость определяли метание циркония в количестве 0,05-0,15 мас,%" домторцевого точения на токарном станкеполностьюустраняет зону столбчатых кри- резцом с пластинкой иэ твердого сплавасталлов. Недостаточное количество цирко ВК 6 М и оценивали по скорости резания прийия в металле не может обеспечитьчасовойстойкости резца,глубине резания 2необходимый уровень вязкости. Содержа- мм и подаче 0,29 мм/об,ние циркония более 0,15 мас,%, не оказывая . Химический состав опытных сплавов иэффективного влияния на структуру, приво- результаты испытаний приведены в таблидит к удорожания сплава, це.1788072 Скорость резания, м/мин Относи-тельнал износо- стой- кость твер дость нвс Со е жение вво имых элементов. мас. УсловНаименование объекта ныйномер Ег кл т 1 Сг А мп з,о 2,6 2,8 з,о з,г З.з 8,0 14,0 16.2 14,5 9,4 1,О 1,З 1,6 1,8 1,1 54,О 49,5 47,0 45,5 43,0 0,4 О,О 8 010 о,м 0,18 о,го О.О 75 1,5 1,О 1,2 1,5 1,8 2,О 0,35 0,8 1,О 1,5 г,о г.г З 1,0 27,0 28,0 29.0 300 З 1,О 1,05 0,35 О 7 1,05 1,4 1,6 0,65О,405О,650,81,О г з 4 5 6 ПрототипПредлагаемыйчугун о.оз О,О 5 010 015 016 Составитель Л.ДудецкаяТехред М;Моргентал Корректор И.Шмакова Редактор,Заказ 52 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР . 113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, алюминия и железо, от л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью улучшения обрабатываемости в ли. том состоянии и повышения износостойкости. он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас,%: УглеродКремнийМарганецХром5 НикельТитанАлюминий.ЦирконийЖелезо 2,8-3,20,7-1,40,5-0,828-301,2-1,80,10-0,181-20,05 - 0,15Остальное