Лигатура

03452 А 1 СОВеТСКИхСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (1 5 С 22 С 35/00 ОПИ ЕИ РЕ кии инсти СССР1984.СССР1986,повышениянной стой из группыбалы и ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(57) Сущность изобретения;износостойкости и эксплуат Изобретение относится к металлургии, в частности к вспомогательным материалам, присаживаемым в жидкие сплавы, содержащие в качестве основы железо, для повышения износостойкости и эксплуатационной стойкости., Цель изобретения - повышение износостойкости и эксплуатационной стойкости,Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кремний, марганец, никель, медь, титан, молибден, вольфрам и железо, дополнительно содержит бор, иттрий и один элемент из группы, содержащей . кобальт и тантал, при следующем соотношении компонентов, мас,:Кремний 5,0-12Углерод 0,1 - 1Марганец 0,6 - 5Никель 0,5 - 9Медь 0,2-2Титан 0,03 - 0,3Молибден 21,5 - 41Вольфрам 0,1 - 5 кости лигатура, содержащая кремний, марганец, молибден, вольфрам, никель, титан, медь, углерод и железо, дополнительно содержит бор, иттрий и один элемент, выбран-ный из группы, содержащей кобальт и тантал при следующем соотношении компонентов, мас,%: кремний 5-12, медь 0,2-2,0, марганец 0,6 - 5, никель 0,5 - 9,0, углерод 0,1 - 1,0, титан 0,03 - 0,3, бор 16 - 19, иттрий 0,3 - 2,0, молибден 21,5-41, вольфрам 0,1-5, один элемент из группы, содержащей кобальт и тантал 0,5 - 3,0 и железо - остальное, 2 табл,Бор 16,0-19 Один элементсодержащей котантал 0,5 - 3Иттрий 0,3 - 2Железо Остальное Существенными отличиями предложенного технического решения является введение микролегирующих компонентов - бора и элемента из группы, содержащей кобальт и тантал, и присадка модификатора-иттрия в количестве 0,3 - 2 мас,%, что существенно повышает износостойкость и эксплуатационную стойкость чугуна.Дополнительное введение иттрия обусловлено его высокой модифицирующей способностью и химической активностью, сфероидизирующим влиянием и измельчением структуры, что обеспечивает повышение износостойкости и эксплуатационной стойкости. При его концентрации до 0,3 ьмодифицирующий и сфероидизирующий эффекты недостаточны и эксплуатационнаястойкость чугуна низкая. Верхний предел концентрации иттрия обусловлен увеличением угара, концентрации неметаллических включений и стабильности эксплуатационных свойств.Бор и медь, находящиеся в виде альфа- раствора бора и медь-бористой эвтектики, растворяются в аустените, что искажает его кристаллическую решетку, вызывает дисперсионное твердение, чем улучшает упруго-вязкие свойства, износостойкость и эксплуатационную стойкость. Однако при увеличении концентрации бора более 16 фи меди более 0,5 ф снижаются однородность и дисперсность структуры, механические и эксплуатационные свойства,Металл из группы, содержащей кобальт и тантал, микролегирует и упрочняет матрицу, повышает износостойкость и эксплуатационные свойства. Их влияние на упрочнение матрицы и повышение эксплуатационных свойств начинает сказываться с концентрации 0,5 , При увеличении их концентрации более 3;4 ухудшаются характеристики дисперсности структуры, износостойкости и эксплуатационных свойств чугуна,Молибден (2.1,5 - 41) и вольфрам (0,1 - 5) - основные легирующее компоненты, стабилизирующие микротвердость и прочностные свойства и эксплуатационную стойкость. При увеличении их концентрации выше верхних пределов ухудшается процесс растворения лигатуры, снижается стабильность структуры и эксплуатационных свойств, Углерод и кремний улучшают трещиностойкость и технологические свойства, но являются компонентами с высокой графитизирующей способностью, поэтому их содержание ограничено соответственно 1,0 и 12 . При увеличении их концентрации выше этих пределов снижаются микротвердость, износостойкость и эксплуатационные свойства.Изобретение осуществляется следующим образом,Плавки лигатур проводят в открытых индукционных печах сплавлением ферромолибдена ФМо 1, ферросилиция ФС 75, ферробора ФБ 17, ферровольфрама ФВ 80 а, ферротантала ФТа 1, феррокобальта ФК, никеля Н ПЗ, меди МО, ферротитана ФТи 30 и металлического иттрия Итт 2, Температура перегрева расплава в печи -1450 - 1480 С. Ферротитан и металлический иттрий вводят в разливочный ковш, Разливку лигатур производят в плоские металлические изложницы.В табл, 1 приведены составы лигатур опытных плавок.Лигатуры используют при выплавке чугуна доэвтектического состава дуплекс-про 0,5 - 3;0,3-2;Остальное цессом, В вагранке получают чугун с температурой 1380-1400 С, а в дуговой печи его перегревают до температуры 1480 - 1500 С илегируют феррохромом. Присадку лигатур5 производят при выпуске чугуна из электропечи в раздаточный ковш в количестве 0,5 отмассы заливаемого расплава. Температура модифицирования чугуна 1430 -1450 С. Получение технологических проб, износостойких10 отливок и образцов для механических испытаний производят в сырые песчаные формы.В табл, 2 приведены механические иэксплуатационные свойства модифицированных износостойких чугунов. Исходный15 чугун перед модифицированием содержал,мас.ф углерод 2,48; кремний 0,53; марганец1,2; хром 10,5; никель 0,8, фосфор 0,06; сера0,02; кальций 0,02 и железо - остальное,Износостойкость определяют на цилин 20 дрических образцах б 10 мм по методу испытаний на изнашивание при ударе черезабразивную ленту в паре с контробразцами,изготовленными из стали 45: Абразивнаялента - из тканевой шлифовальной шкурки25 типа 2 по ГОСТ 5009-82 с абразивным материалом из нормального электрокорунда марки 15 А зернистостью 15 - П по ГОСТ 3647 - 80,Микротвердость определяют на приборе ПМТ-З, а предел коррозионной усталости30 - на цилиндрических образцах типа У 111при испытании в водной среде на базе 10циклов,Как видно из данных табл, 2, предлагаемая лигатура обеспечивает более высокие35 характеристики износостойкости и эксплуатационных свойств чугуну, чем известная.Ф о р мула изобретенияЛигатура, содержащая кремний, углерод, марганец, никель, медь, титан, молиб 40 ден, вольфрам йжелезо,о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что, с целью повышения износостойкости и эксплуатационной стойкости, онадополнительно содержит бор, иттрий и одинэлемент из группы, содержащей кобальт и45 тантал, при следующем соотношении ком-понентов.мас,;:Кремний 5 - 12;Углерод 0,1 - 1;Марганец 0,6-5;50 Никель 0,5 - 9;Медь 0,2 - 2;Титан 0,03 - 0.3;Молибден 21,5-41;Вольфрам 0,1-5;55 Бор 16 - 19;Один элемент из группы,содержащей кобальт итанталИттрийЖелезо1803452 Таблица 1 Со е жание компонентов мас. Сосбор желеитт- рий воль- фрам ко- титанбалы мо- либ- ден тав лига- туры крем- марний ганец никель медь титан углерод зо 0,5 0.3 0,1 0,2 0,03 16 21,5 5 0,6 0,5 0,1 осталь ное 1,6Предел выпосливости при изгибе,МПа Пределпрочностипри изгибе, МПа Лигатура 5660 5795 5820 5662 5810 5817 5032 5021 5686 5655 5035 0,046 0,042 0,039 0,045 0,040 0,038 0,072 0,074 0,048 0,045 0,076 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11/Изв./ 875 920 930 878 935 940 686 638 960 955 681 Составитель М.КарпенкоРедактор А,Полионова Техред М,Моргентал Корректор В.Петраш Заказ 1034 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 /изв. 0,5 1,0 0,1 0,5 1,0 0,05 0,07 1,6 1,7 0,7 9 12 5 10 12 4 4 13 14 17 3,5 5,0 0,6 3,2 5,0 О,З 0,4 5,3 5,7 0,8 7,1 9,0 0,5 6,5 9,0 0,4 0,4 9,2 9,5 1,5 1,2 2,0 0,2 1,1 2,0 0,1 0,1 2,3 2,1 1,7 0,11 0,30 0,03 0,14 0,30 0,02 0,01 0,35 0,32 0,2 335 346 351 337 350 355 295 231 345 317 285 17 19 16 18 19 11 13 20 21 22,2 414 21,5 28,4 41,0 42 44 17,1 16,8 27,8 3,3 5,0 0,1 3,2 5,0 0,05 0,05 5,2 5,3 3,3 530 568 571 532 570 572 487 492 485 516 480 1,3 2,0 0,3 1,5 2,0 0,2 0,2 2,1 2,2 1630 1835 1880 1637 1790 1865 1385 1370 1598 1568 1370