Чугун

ОПИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕНИЯ Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 280879(21) 2816096/22-02с присоединением заявки йо(51)М. Кл.з С 22 С 37/06 с Государственный комитет СССР по дедам изобретений и открытий(53) УДК 669. 13- -018. 2 (088. 8) Дата опубликования описания 070781(7.1 ) Заявитель Физико-технический институт АН Белорусской ССР(54) ЧУГУН Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству чугунов для деталей, работающих в условиях абразивного износа, например, лопаток дробеметных аппаратов.Известны износостойкие белые чугуны, содержащие углерод, кремний, марганец, хром и другие элементы Ц .Для достижения максимальной износо-. стойкости содержание углерода в чугунах такого рода должно. быть определенным образом связано с содержанием хрома, чтобы избежать появления в структуре сплава выделении заэвтектических карбидов, обладающих повьаиенной хрупкостью.Ио техническои сущности из известных наиболее близким к предлагаемомУ является износостойкий чугун (2/ сле- "ф дующего химического состава:Углерод 2,3-2,8Марганец 0,2-0,8Кремнии до 1,5Хром . 17-21 25Бор (или титан) . 0,1-0,3Железо ОстальноеЧугун в качестве примесеи содержит серу и фосфор до 0,1 вес.в каждого. 30 Недостатком этого чугуна является низкая износостойкость вследствие низкого содержания углерода, которое не обеспечивает достаточного количества эвтектических карбамидов в структуре.Целью предлагаемого изобретения является повыаение износостойкости чугуна.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, титан и железо, дополнительно содержит ниобий, при следующем соотношении компонентов (Ъ):Углерод 3,4-4,2КремниЯ до 1,5Марганец 0,6-0,8Хром 13-18Титан 0,4-0,6Ниобий 0,4-0,6Железо ОстальноеВ качестве примесей чугун содержит серу и фосфор до 0,1 вес.й каждого. (Ири исследовании влияния сильных карбидообразующих элементов титана и ниобия на структуру хромистых чугунов было установлено, что эти элементы, образуя собственные044636 карбиды, способствуют уменьшению в структуре чугуна количества.заэвтектических карбидов хрома, Кроме того, при легировании ниобием происходит измельчение эвтектической структуры чугуна. В связи с этим появляется, воэможность повысить содержание углерода до 4,2 не опасаясь появления в структуре крупных выделений заэвтектических карбидов хрома, которые в процессе эксплуатации изделий выкрашиваются и снижают износостойкость чугуна.При введении в чугун титана и ниобия, в количествах менее, чем 0,4, доля образуемых ими собственных карбидов невелика, в связи,с чем не удается получить желаемой структуры. При содержании указанных элементов, превышающем 0,6, наблюдается сильное охрупчивание сплавов. Определение механических своистви иэносостойкости производилосьна образцах, подвергнутых термическои обработке по следующему режиму:закалка в масле при температуре950 оС, отпуск при температуре 400 ОСв течение 1 часа. Одновременно испытывали образцы из чугуна известного состава. При испытаиии на износв качестве эталона использовали образцы из закаленной стали 45.о Испытания на износ проводили последующеи методике. Цилиндрическиеобразцы, имеющие высоту и диаметр20 мм, усилием заранее тарированноипружины прижимались к вращающемуся15 абразивному кругу, Величина усилиясоставляла 2 кгс. 11 родолжительностьиспытания составляла 2 мин. Величину износа определяли как потерювеСа в граммах и выражали в процент тах по отношению к первоначальномувесу образца.Коэффициент износостойкости Копределяли как отношение величины износа 11 эталона к величине износа25 01 опытного образца.Результаты испытаний представлены в табл.1 и 2.Таблица 1 Химический состав предлагаемого и известного сплавов Для установления оптимальногохимического состава чугунов быливыплавлены (по известной технологии)и исследованы чугуны с содержаниемуглерода от 3,4 до 4,2 хрома от 13до 18, титана и ниобия от 0,4- до0,6. Усл. МХимический состав, вес. Исследованныйобъект Т 1 Мп чугуна 16 0,5 0,4 0,09 0,10 11 редлагаемыичугун3 0,9 4,2 0,7 0,10 0,10 0,08 0,09 0,4 0,5 0,7 3,4 0,6 0,6 0,8 0,6 4,1 13 Известныичугун 0,12 - 0,13 0,09 2,78 1,30 0,6.2 17,4 Железо- Остальное Таблица 2Механические свойства и износостойкость заявляемого и известного чугунов КоэфФициентизносостоикостиЦК= -132 Потеря весапри износе,% Усл.9 чу- гу- на Мех. свойства Иследованный объект Кгс о мм844636 Формула изобретения 1 О Составитель Г.дудикТехред Н.Келушак Корректор Н.Бабинец Редактор О.Иванова Заказ 4220/7 Тираж 681 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная,4 Потеря веса эталонного образца при испытании составила 1,37.Как видно из таблиц, предлагаемыи чугун по износостойкости превосходит известныи в 1,3 - 1,7 раза,Чугун, содержащии углерод, кремнии, марганец, хром, титан, железо, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения износостойкости, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов,вес,%;Углерод 3,4 - 4,2Кремний 0,8-1,2Марганец 0,6-0,8Хром 13-18Титан 0,4-0,6Ниобии 0,4-0,6Железо Остальное Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 151366, кл. С 22 С 37/06, 1962. 2Авторское свидетельство СССР М 195118, кл. С 22 С 37/06, 1967,