Износостойкий чугун

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсиик Социалистически з Республик) Заявлено 020876 121) 2393242/22-0 М. Кл с присоединением заявки Ке -С 22 С 37/1 е 1 аеретеееац% Веаатетееета ееаеаетрее 666 Рае Вееев ВеебретеаайВ етарцтай) Дата опубликования опиеания 0501,78(53) УДК 669.15 26 7827473292-9 (088.8) наговский,Н Нпицка,к, (О,Н,Таран, В.И а, Й,С.Кукурузняк и Е.В.Хазан Автор изобр ния асного Знамениничева Трудового им. И,И,А 71) Заявител 4) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУ к обласплавами хроммых дляеталсме т в каизго напр ей,нныоруд дета- ного чугу ующе 10 3,42,2 9,0 1,2 0,4 Ост т с ф э ально бой тект в ко е ге ,е) а е- честощеи баз (е 1" енит и имектерист ное не.С,Лучкин, В,А.Черн .Б.Филонов, В,Д,ДейА.Г.Леск непродзержинский орде индустриальный инстит Изобретение относитсметаллургии, а именно кдержащим железо, углерочестве основы, испольэутовления иэносостойкихмер быстроиэнашивающихслей металлургического иоборудования.Известен иэносостойкдержащий компоненты в сношении вес.а: ийлеРУглеродХромКремнийИарганецЖелезоСплав этот представляелый доэвтектический чугункой структурной составляюром является эвтектика нагонального карбида хромаа продуктами распада аусттенсито - трооститная смеследующие механические хав литом состоянии:Предел прочностина разрыв, 6 в, кг/ммПредел прочности нана изгиб, Й, кг/ьи2 вердость, ЬС 62-64 ЗО Потеря веса при испытании на иэно"состойкость при нагрузке 50, 75 100и 125 кг составляет 0,0122 0,0205)0,02911 0,0388 г (соответственно),Не"достатком сплава является его низкаяударная вязкость (0,23-0,35 кгм/ммя).Это не позволяет применять сплав припроизводстве деталей, работающих вусловиях износа при повышенных удельных давлениях или ударных нагрузках.Цель изобретения - создание износостойкого сплава, обладающего повышенной ударной вязкостью и упрочняющегося под действием ударных нагрузок, Это достигается тем, что предлагаемый износостойкий чугун дополнительно содержит церий и ванадий приследующем соотношении компонентов,вес.азУглерод 2,5 " 32Хром 9,0 -10,8Кремний 1,2 " 2,4Иарганец 11,0 -15,0Церий 0,001 - 0,2Ванадий 0,15- 0,3Железо ОстальСодержание серы и ФосФора более 0,1 вес,Ъ каждого,При максимальной концентрации уг.лерода образуется чисто эвтектичесПредел прочности приразрыве ( 6, ), кг/мм 24-27гПредел прочности приизгибе ( 6 ),кг/мм 54-55 5 Ударная нязкость(О ),кгм/см " Ор 37-0,43Твердость в литомсостоянии рС)Твердость в наклепан 10 НОМ СОСТОЯНИИ (НМС) 40 - 42.В торой состав чугуна отлича тсяболее низким содержанием углерода иимеет структуру белого доэнтектического чугуна, обладающего в сравнениис чисто эвтектическим чугуном меньшим содержанием высокотвердых карбидов (С г, Ге ) 7 с , ответственных заизносостойхость.В связи с этим данный сплав испы тывался в качестве износостойкого материала. Содержание компонентов в немсоставляет, нес,Ъ:УглеродХром25 МарганецКремнийЦерийВанадийСераЮ ФосфорЖелезо 29 - 31 2,799,5012,51,300,0120,20,050,06Остальное 27-30 кая структура чугуна с наибольшим ко.личеством нысокотнердых энтектических карбидов (С,Ге) С , что обес 1 ечинает самую высокую износостойкость чугуна.Минимальная же концентрация углеРода приводит к унеличению в структуречугуна количества нысокопластичнойаустенитной фазы, что при некоторомпадении износостойкости чугуна обеспечивает его наибольшую ударную вязкость. Концентрация хрома обусловлена тем, что при наличии остальныхкомпонентов сплава, она обеспе 1 инаетобразование в структуре чугуна высокотвердых эвтектических карбидов хро.ма (С Ре ) С, ответственных за износостойкие свойства сплава. Дополнительное легирование кремнием н указанном диапазоне концентраций способствует образованию гексагональногокарбида хрома. При этом максимальнаяконцентрация кремния обеспечивает образование назнанного карбида при максимальном содержании углерода и минимальном хрома, Минимальная концентрация кремния обеспечивает образованиегексагонального карбида хрома при минимальной концентрации углерода нсплаве и максимальной - хрома.Дополнительное легирование марганцем в указанных пределах способствует стабилизации нысс копластичного аустенита. Это обеспечивает понышенную ударную вязкость сплава, а также поз. воляет сплаву упрочняться в процессе щ его эксплуатации в условиях повышенных удельных давлений (или в условиях ударных нагрузок) из-за способности легированного аустенита наклепыватьсяЦерий и ванадий в указанном кон центрационном диапазоне способствуют измельчению зерна сплава в литом состоянии, увеличивая тем самым его ударную нязкость.П р и м е Р.Чугун выплавляют в открытой индукционной печи в основном тигле. Разливают сухие песчано-глинис,тые формы диаметром 80 и высотой 250 мй.Содержание компонентов в чугуне следующее, вес.%: 36Углерод 3,22Хром 10,78Марганец 14 у 81Кремний 2,38Церий 0,00866Ванадий 0,17Сера О,О 4Фосфор О,О 6Железо Остальное,Полученный сплав имеет следующие технологические и механические харак-теристики:Жидкость по спирали Кери,ммпри температуре заливки1320-1480 С 610-980Линейная усадка,Ъ 66 Сплав имеет следующие технологические и механические характеристики;Жидкотекучесть по спиралиКери,мм при температурезаливки 1320-1480 С 440-520Линейная усадка,В 1,95Предел прочности приразрыве ( 6 В ), кг/ммгПоедел прочности приизгибе 5 ц), кг/мм 44-48Ударная вязкость (О ),кгм/смгУ0,67-0,8Твердость в литом состоянии (ЙС) 25-28Твердость н наклепанномсостоянии ( Н Й С) 36-38Износостойкость предлагаемого чугуна указанного состава оценивалась на облицовочных плитах пресс-форм для производства огнеупоров, работающих на износ при повышенных удельных данлениях. Сплав выплавляют н открытой индукционной печи в основном тигле. Заливку плит производили в кокиль,При сроке службы плит текущего производства из цементированной и закаленной стали 20 Х, равном 70 час, срокслужбы плит из предлагаемого чугунауказанного состава составляет 600 час,В то же время плиты из известного иэ"носостойкого сплава (прототипа) испЫ)тать не удалось вследствие их высокойУглеродХромкремнийМарганецЦерийВанадийЖелезо Составитель Т.ПлатицинаТехред А.Богдан КОрректор А.ВЛасенко Редактор О,филиппова 88/22 Тираж 771 .Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Заказ Филиал ППП ффПатент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 хрупкости и растрескивания в процессеустановки в пресс.Предлагаемый чугун обладает достаточной износостойкостью, а его ударная вязкость выше, чем у известногосплава. Кроме того, твердость чугунапод воздействием ударных нагрузок вхолодном состоянии увеличивается, Повышенная ударная вязкость износостойкого чугуна позволяет увеличить срокслужбы быстроизнашивающихся деталей,работающих при повышенных удельныхдавлениях или в условиях ударных нагрузок,Технология выплавки сплава не меняется в сравнении с используемой дляизвестного сплава. Формула изобретенияИзносостойкий чугун, содержащий углерод, хром, кремний, марганец, желе зо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения ударной вязкостии увеличения твердости под действиемударных нагрузок в холодном состоянии,он дополнительно содержит церий и ванадий при следующем соотношении компонентов, вес.Ф: Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1.Авторское свидетельство СССР9 347362, кл. С 22 С 37/06,1970.