Чугун

ОЛ КСАН ИЕ(п,986956ИЗЬБРЕТЕН ИЯ Сфвэ СоветскихСоциалистическихресвубякк К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ(ы)а. Кд. с врисоедииеккем заявки,яв С 22 С 37/10 Гевулвуствевеб явмитвт ЕСЕР вв дедам юевретевв и фтхрытиИДата оиублкковавкя ояксайкя 09.01. 83.Е.А. Марковский, Б.А, Кириевский и Т.К. Иэювюва"-;Институт проблем литья.АН Украинской ССР(71) Заявитель р 4) ЧУГУН Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких материалов для работы в ус"ловиях абразивного изнашивания и аб"разивной эрозии, характеризующихсяудовлетворительной обрабатываемостью,и может быть использовано в металлургии, машиностроении, химической про"мышленности, энергетике,Известен ряд сталей на основе системы Ге-йп-ЛВ-С, содержащих менее1 С, 30 Ни 9 ф АЙ 1 Д. Такие стали по своим свойствам не уступают хромоникелевым аустенитным сталям и характеризуются высокой из-носостойкостью при трении скольжения, технологичны при горячей и холодной обработках. Однако в условиях чисто абразивного изнашивания и абразивной эрозии такие стали имеют низкую износостойкость и не находят примененияНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому 2,результату является, чугун 2), со" держащий, вес.Ф:Углерод 0,72-1,48Кремний 0,33"2,94Иарганец 10,05"14)12 Алюминий 10,03-14,86 - " .Железо Остальное,Этот чугун отличается высокой износостойкостью в условиях абразивной эрозии, однако недостаточно высокая пластичность и плохая обрабатываемость резанием не позволяютшироко его использовать. Целью изобретения является повышение пластичности и улучшение.обраба" тываемости:при сохранениидостаточного уровня износостойкости.Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, крем" ний, марганец, алюминий и железо, дополнительно содержит ванадий и кальций при следующем соотношении ком.понентов, весА:Углерод 1,1" 2,22Кремний 0,3-1,51Марганец 20,3-25,06Алюминий 8,9-11,88Ванадий 0,1 "0,5 3Кальций 0,01"0,10Железо ОстальноеСодержание углерода обусловлено тем, что растворимость его повышается с увеличением количества вводимого марганца При содержании углерода ме" нее 1,М отмечается снижение износостойкости в условиях абразивной эрозии в связи с уменьшением количества . и твердости упрочняющей фазы, Содержа.1 ф ние углерода более 2,223 превышает предел растворимости последнего всплаве предлагаемого состава. Избы" ток углерода выделяется в виде спеле"вых включений, обусловливающих резкое 20 увеличение хрупкости сплава. Содержание углерода, расширяющего областьсуществования у "твердого раствора, впределах 1,4-Е,223 способствует получению вязкой аустенитной составляю Ю щей в сплаве при содержании марганцана нижнем пределе.Содержание кремния ниже 0,33 тре" бует использования чистой по содержанию кремния шихты, что удорожает 30сплав. При содержании кремния фолее 1,513 наблюдается значительное охруп"чиванис сплава.При содержании марганца менее 20,3 доля аустенита в структуре сплава не позволяет существенно повысить его .пластичность. Ввод марганца в коли" честве более 25,063 нецедесообразен, так как дальнейшего повышения вязкости не наблюдается, а возрастает стои. щ 0 мость сплава.1Ввод алюминия в количестве менее 8,9/ вызывает появление в структуре отливок графитной составляющей, резко45 снижающей износостойкость сплава в условиях абразивного изнашивания. При содержании алюминия более 11,884 наблюдается охрупчивание сплава в связи с предельным легированием матрицыЮ алюминием.ДЬя измельчения зерна и соответственно повышения пластичности вводят добавки ванадия в яоличестве 0,1"0,5. При меньшем содержании ванадия .влия" ,ние его на указанные параметры незна- фэчительно. Увеличение же количества ванадия более 0,53 нецелесообразно, так как не способствует дальнейшему повышению пластичности и экономичес-, ки невыгодно. Введение кальция оказы" вает рафинирующее и модифицирующее действие, повышает однородность структуры. Пределы легирования кальцием взяты из условия эФФективности влия" ния его на структуру сплава и свойства.Заливку производят в земляные Фор" мы. Отливают опытные образцы для испы. таний в условиях абразивного изнашивания, определения степени обрабатывае," мости, определения ударной вязкости сплавов. Для испытаний стойкости в условиях абразивной эрозии отливают детали дробеметов. Испытания абразивной стойкости опытных материалов про" водят на машине ЙИ"1 М дри нагрузке Р = 5,8 х 10+ н/ь и скорости = 0,27 м/с на пути 6 = 4000 м.В табл, 1 приведен химический состав опытных сплавовВ табл. 2 приведены свойства опытных сплавов.Как показывают данные табл. 2, увеличение содержания марганца при одновременном вводе ванадия и кальция позволяет более чем в 2 раза повысить ударную вязкость литого сплава и в 5 раэ обрабатываемость, При этом срок службы деталей в условиях абразивной эрозии практически не изменяется. Моровая обрабатываемость предлагаемого сплава позволяет использовать .его для деталей сложной конфи" гурации, требующих обработки резанием, шлиФовки и др. Это значительно расширяет область применения материала. Повышение пластичности сплава по-зволяет использовать его в условиях незначительных ударных нагрузок, что невозможно для известного сплава, В дробеметных аппаратах новый сплав может быть использован для изготовления воронок, подающих патрубков, бро" ни, кожухов, дробеметных лопаток раз" личной конфигурации, требующих меха" нической обработки ( крепление типа "ласточкин хвост", расточка отверстий под крепежные детали, обработка по" садочных мест и т,д./ .Использование предлагаемого сплава вместо стали 110 Г 1 ЗЛ для изготовления дробеметных лопаток с креплением типа "ласточкин хвост" для дробеметных установок фирмы Гутман" позволяет5 986956 ЬИз оповысить срок их службы в 10-15 раз. Зкономический эФФект от внед е иот внедрениязготовление таких лопаток из извест" , предлагаемого сплава составляетного материала практически невозможно. 10800 р. Таблица 1 Содержание элементов, Ф 1 Ип А У 1 Са 1 41 1 02 13 5 12 08 Остальное 1,40 0,94 25,06 8,90 0,28 0,01 2,22 0)30 20,30 11,88 О,1 О,04 1,90 1,51 22,37 9,8 Т, а б л и ц а 2 ИзносостойкостьДлительност работы лола ток, ч Характеристики обрабатываемости ПлавкаУ Ударнаявязкостькг см//см Скорость резаньяЮЮЮ Литейная Основн " корка металл Глубина резанья Приведен"ный износг/км "см Литейная Основнойкорка металл 0)1 40 О;8 0,1 0,1 190 2,0 0,1, 0,1 0,1 0,1 Марганец Алюминий Ванадий . Кальций Железо Формула изобретения 20,3"25,06 8,9-11,88 0,1 "0,50,01"0,1 Остальное 1,4-2,22 0,3 "1,51 ВНИИПИ Заказ 10215/4 Тираж 625 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,.1 0,0780 350-380 0,0800 320-350 0)0770 340"370 0,0775 330"360 Чугун, содержавший углерод, кремний, марганец, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с це" фф лью повышения ударной вязкости и улучшения обрабатываемости, он допол" нительно содержит ванадий и кальций при следящем соотношении коьпонентов, вес,Ф:56УглеродКремний Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СВА М) 3111405)кл. 74-124, 1977.2. Авторское свидетельство СССРМ 768846, кл. С 22 С 37/Оа, 1.980.