Белый износостойкий чугун

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 954481(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 12.01, 81 (21) 3234840/22-02 51 М. Кп з с присоединением заявки МВС 22 С 37/08 Государственный комитет СССР оо делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 300882. Бюллетень Мо 32 1 ЭЗ)УДК 669,13- -018, 2 (088, 8) Дата опубликования описания 300882(72) Авторы изобретения М.И. Карпенко и. В.И. Науменко Гомельский филиал Белорусского ордена ТрудовогоКрасного Знамени политехнического института(54) БЕЛЫЙ ИЗНОСОСТОЙКИИ ЧУГУН Изобретение относится к металлур гии, в частности к изысканию ианосостойких чугунов для деталей, работающих в условиях абраэивно-ударного и струйного износа.Известен белый иэносостойкий . чугун 11,содержащий, вес. вУглерод 3,1-3,7Кремний 1,0-2,5Марганец 0,5-1,0Хром 13,0-18Молибден 1-3Алюминий менее 1,0 .Железо ОстальноеНедостатками этого чугуна являются низкая динамическая прочность, не превышающая 0,4 кгс м/см, и высокий износ в условиях абраэивноударного и интенсивного газоструйного износа. Твердость чугуна составляет 63 НЕС. Отмечается низкая кавитационная стойкость.Известен белый износостойкий чугун 2, содержащий, вес.Ъ:Углерод 2,8-3,4Кремний 0,4-0,8Марганец 0,8-1,0Хром 17-20Бор 0,15-0,35Молибден 0,2-0,4 Никель 0,9-1,2 Железо ОстальноеИзвестный чугун после термической обработки, включающей нагрев доо950 С, выдержку в течение 1 ч и охлаждение на воздухе, имеет твердость не менее 59-62 НЙС. Динамическая прочность чугуна в отливках составляет .0,3-0,7 кгсм/см и балл зерна аустенита 5-6. Недостатком известного чугуна является низкая коррозиоино-усталостнаястойкость при кавитации.Наиболее близким к предлагаемомупб технической сущности и достигаемому результату является чугун 3,содержащий, вес.В;20 Углерод ,2,5-3,5Кремний 0,3-1,0Марганец 0,4-1,0Хром 12-20Молибден 0,1-0,8Никель 0,1-0,5 25 Ниобий 0,1Церий 0,5Азот 0,1Ванадий 0,5Титан 0,3-1,5 30 фо,фор 0,1954481 Цель изобретения - повышение механических свойств и коррозионноусталостной стойкости при кавитациии в условиях интенсивного гаэоструйного износа.Поставленная цель достигается темчто белый иэносостойкий чугун, со"держащий углерод, кремний, марганец,хром; никель, молибден, ниобий,редкоземельные металлы и азот, дополнительно содержит бор и сурьмупри следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: 20Углерод 2,6-3,4Кремний 0,4-0,8,Т а б л и ц а 1 Содержание компонентов, вес.В Чугун Угле- Крем; Маррод ний гаХром Бор Ни- Мо- Нио-. РЗМ Сурь- Азот кель либ- бий ма ден а ш ш еааае а аееа аеае еа ае аеЖе- ленец зо 0,2 0,1 1 2 кб Ою 8 Ок 8 20 0,01 0,1 0,01 0,1 1,3 2 3,1 0,6 1,1 18,2 0,15 1,1 0,3 0,2 0,03 0,17 0,03 3 3,4 0,4 1,2 16,0 . 0,2 0,7 0,4 0,3 0,05 0,2 0,05 ческая прочность чугуна определена на маятниковых копрах с использованием образцов 10 10 55 см беэ надреза.Для .получения сопоставительных данных 45 все испытания для каждого состава чугунов проводят не менее чем на трех образцах. В табл. 2 приведены результаты 50физико-механических испытаний и металлографический исследований структуры чугунов,Сера 0,05 Железо Остальное Недостатком укаэанного чугуна является низкий предел прочности при растяжении и изгибе, низкая динамическая прочность и высокий гаэоструйный износ,Литые образцовые заготовки-клинья подвергают нормализации к исследованию структуры, Коррозионно-усталостную стойкость при кавитации испытывают на струеударной установке, а интенсивность износа при гаэобразивных потоках - на газоструйной установке с использованием колошниковых газов при температуре 700-800 С.о Концентрация твердых частиц в газовых потоках составляет 57-66 г/м и скорость потоков 31 - Зб м/с. ДинамиМарганецХромНикельМолибденНиобийСурьмаБорРедкоземельные металлы 0,01-0,05Азот 0,01-0,05Железо ОстальноеПосле термической обработки (нагрев до 950-980 ОС, выдержка в течение 1 ч с охлаждением на спокойном . воздухе чугун в отливках имеет дисперсную и однородную структуру.В табл. 1 приведены составы белых износостойких чугунов, выплавленных в индукционных печах с тиглями емкостью 200 кг. Модифицирование чугуна редкоземельными металлами производят в раэливочных ковшах за 2-5 мин до заливки в литейные формы.954481 Таблица 2 Чугун Показатели Предлагаемый Известный Предел прочности прирастяжении, кгс/мм 65-72 69-76 61-.68 47-55 Предел прочности приизгибе, кгс/мм 137-143 142-147 134-138 Динамическая прочностькгс м/см 1,6-1,9 1,3-1,7 1,1-1,4 0,12-0,45 Коррозионно-усталост - ная стойкость при кавитации (эталон белый чугун ИЧХ 16 МТ), % 118 156 178 175 Интенсивность газоструйнго износа,мг/м ч 127 51 53 6,5,Твердость, НКС 63-65 65-67 60-65 64-66 Более высокая стойкость предлагае- Углерод 2,6-3, 4 мого чугуна в условиях гаэоструйного Кремний 0,4-0,8 и гидроабраэивного износа позволяет Марганец Ою 8-1 ф 2 повысить надежность н долговечность Хром 16-20 деталей насосов и вентиляторов, ра- Никель 0,7-1,3 ботающих при кавитационно-эрозионном Молибден 0,2-0,4 воздействии газо- и гидроабразивных 40 Ниобий 0,1-0,3 сред. Замена известного чугуна преД- Редкозелагаемым приводит к экономии 7,5 мельные12 руб. на 1 т годного литья.металлы 0;01-0, 05Формула изобретения Сурьма 0,1-0,2Белый износостойкий чугун, содер Бор 0,1-0,2 жащий углерод, кремний, марганец, Азот 0,01-0,05 хром, никель, молибден, ниобий, Железо Остальное редкоземельные металлы, азот и же- Источники информации,леэо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, принятые во внимание при экспертизе что, с целью повышения механических 50 1. Патент Японии Ф 51-86691, свойств и коррозионно-усталостной кл.10 173/ С 22 С 37/10, опублик. стойкости в условиях кавитационно.эрозионного воздействия гидро- и газо, Авторское свидетельство СССР образных сред, он дополнительно со-9 663748, кл. С 22 С 37/10, 1979,.держит сурьму и бор при следующем 55 3. Авторское свидетельство ЧССР соотношении компонентов, вес.Ъ: 9 177317, кл. С 22 С 37/Об, 1973.Составитель В. СадчиковРедактор А. Фролова Техред М.Тепер Корректор А. Дзятко Заказ 6372/24 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5