Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ВО.гггЩ 229. А Э(59 С 2 37 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСН СВИДЕТЕЛ н 1а ю миний, меийся и же м, чт езо, отли - , с целью по- трещиностойвышения термо йкоститермопри сл и при литье аботке, он содующем соотдержит компонентношении, вес.%: глерод ремни й Марганец ром итан ибден миний ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ,(72) Е, Н. Вишнякова, С. И. Рудюк, А, А. Маслов, М. М. Молчанов, Б, П, Шиленко, Б. Г, Соляников и Рд. Бондин (71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследова тельский институт металлов(53) 669.13.018.2(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР779427, кл. С 22 С 37/08, 1977,2. Авторское свидетельство СССР % 553303. кл- С 22 С 38/36, 1975. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, молиб 2,2-3,0 0,5-0,8 0,5-0,8 14-1 6 0,3-0,5 0,2-0,6 05 10 1,5-2,0 ОстальноеТабл ица 1 Предлагаемый 1 2,2 0,50 0,80 14,0 - 020 1,5 0,30 0,5 Остальное 2 25 060 050 155 025 20 050 1,0 0,8 3 28 0,65 0,60 18,0 0,30 1,9 0,45 0,9 0,60 1,7 0,40 0,50 1,8 0,25 5 27 075 070 6 24 070 050 7 26 080 050 8 255 070 050 0,4 14,5 0,40 1,5 0,40 1,0 14,6 0,60 1,5 0,50 15,0 1,0 1,5 0,30 14,8 0,5 1,0 1 1008Изобретение отно.атся к металлургии,конкретйее к изысканию высокохромистых чугунов, обладающих повышеннымипрочностными свойствами, высокой износостойкостью и трешиностойкостью при 5литье и термообработке и используемыхРля изготовления прокатных валков,Известен чугун Ц следующего химического состава, вес.%:Углерод2,5-4,51Кремний 0,1-2,5Марганец 0,2-1,5Хром 0,5-15Молибден 1,5-1 5Вапьфрам 1-10 5Ванадий 1-6Никель 0,5-5,0Медь 1-6Железо ОстальноеНедостатком известного чугуна является низкая трешиностойкость.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун.Я следуюшего химического состава, вес.%". . 25Углерод 2,4-4,0Кремний 0,7-1,5Марганец 0,1-0,5Хром 6-1 5Титан 6-1 5 30Молибден 1-2,5Алэ миний 1-2,5Медь . 0,3-1,0Железо Остальное 4 3,0 0,80 0,65 16,0 270 2Недостатками известного чугуна являются низкие термостойкость и трешиностойкость при литье и термообработке,Йель изобретения - повышение термостойкости и трешиностойкости при литье и термообработке.Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, молибден, алюминий, медь и железо, содержит компоненты при следуюшем соотношении компонентов, вес,%; Углерод 2,2-3,0КремнийМарганец, 0,5-0,8 Хром 14-16Титан 0,3-0,5Молибден 0,2-0,6Алюминий 0,5-1,0Медь 1,5-2,0Железо Остальное П р и м е р, Выплавлено 11 плавок," 8 плавок предлагаемого чугуна и 3 известного. Выплавку проводят в .200-килограммовой индукционной печи, В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ферросилиций (75%), ферромолибден (60%), медь гидролизную, феррохром (72%), ферротитан (33%) ферромарганец (45%), Присадки алюминия и тита на производят непосредственно в ковш.В табл, 1 приведен химический состав приготовленных сплавов,4 .Продолжение табл 1008270 Известный 1 фО 10 60 0 Ф 1,0 1,0 8,0 2,0 1,0 1,0 7,0 2,4 0 70 0,50 14,5 2,6 0,80 0,50 15,0 2,55 0,70 0,50 14,7 Алюминий, прежде всего, вводится в чугун с целью уменьшения его склонности к трещинообразованию при отливке и щй термообработке. При содержании алюминия в чугуне от 0,5 до 1,0% не увеличивается количество остаточного аустенита, снижается склонность первичного зерна к росту при нагревании, т.е. струк- ц тура. остается мелкозернистой до очень высоких температур, а, следоватщьно, уровень свойств чугуна достаточно высок и стабилен,ЪОПри содержании алюминия менее 0,5% влияние его на чугун данного состава незначительно. При содержании алюминия4свыше 1,0% увеличивается количество ос. таточного аустенита, что приводит. к снижению прочностных и эксплуатационных свойств. Титан в количестве 0,3-0,5% совместно с хромом, образует мелкодисперсныекарбиды, значительно упрочняющие сплав,40так как измельчается зерно, обеспечивается необходимый уровень свойств,При повышении титана свыше 05%наблюдается укрупнение цементитных карбидов, что приводит к охрупчиванию струк- ффтуры, При содержании титана в чугуне вколичестве менее ОД% модифицирующеедействие проявляется весьма слабо,Повышение стойкости чугуна обеспечивается при содержании углерода, близком к эвтектическому. При увеличениисодержания углерода свыше 3,0% существенно снижается ударная вязкость, аследовательно, уменьшается стойкостьчугуна, При содержании углерода менее2,2% износостойкость чугуна понижается иэ-за уменьшения количества упрочняющей среды. Количество марганца ограничено условиями плавки чугуна, так как в соответ.ствии с исследованиями, марганец не является эффективным элементом, влияющим на стойкость деталей.При содержании хрома ниже 14%уменьшается стойкость материала иэ-эаобразованию карбидов цемейтитного типа сболее низкой изйосостойкостью. При увеличении содержания хрома свыше 16%уменьшается долговечность сплава появлением в структуре крупных первичныхкарбидов,Введение молибдена в количестве до0,2% существенно не влияет на иэносостойкость чугуна. При содержании мопибдена в количестве 0,2-0,6% износостойкость сплава повышается эа счет того,что молибден, растворяясь в хромистыхкарбидах, способствует увеличению твер дости этих карбидов. Кроме того, добавки молибдена несколько измельчают зерно. Йобавка молибдена более 0,6% приводит к образованию стабильного аустенитавсего требуемого .для износостойкостиметастабильного аустенита, вследствие чего износостойкость чугуна снижается.При содержании меди более 2,0% вструктуре чугуна образуется большое количество остаточного аустенита, что приводит к некоторому снижению износостойкости. При содержании меди менее 1,5%не достигается эффект повышения износостойкости. Введение меди в чугун в количестве 1,5-2,0% способствует повышению. износостойкости и обрабатываемости. Этосвязано с тем, что медь существенно влияет на процессы формирования первичной структуры чугуна, изменяя строениеи состав отдельных составляющих, в нацравлении,. перспективном для улучшениятехнологических свойств отливок, в чвст8 9 2 0)002 ю7 0 8 0:м 8 0 НИИПИ Заказ 2275/36 Тираж 625 ПодписноеФилиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 410082 ности: увеличение протяженности межфаэовых границ кристаллов избыточного аустенита и ледебурита, утонение строения продукта эвтектического и эвтектоидного превращения, Увеличение твердостиструктурных составляющих при легировании медью весьма полезны для прокатных валков, работакнцих в условиях интенсивного истирания.Из полученных сплавов изготовлены об-и : разцы, которые испытывают на твердость, прочность, термостойкость, износостойкость, трещиностойкость при литье и тер-. мообработке.И )Износостойкость ойределяют на уста- , новке, обеспечивающей удельное давление 50 кгlмм, проскальзывание 0,27 м/с,.йохлаждение валков производят эмульсией, время испытания 2,5 ч. Относительный 20 износ рассчитывается как отношение иэ разности конечного веса дисков к начальному весу дисков.Испытание на термостойкость производят термоциклированием образцов с нагре-И вом до 600 С и .с последующим охлажде 70 4нием водой до температуры 200 С до появления первых трещин, что отражает. условия нагрева и охлаждения валков в процессе их эксплуатации на станках горячей прокатки.Исследование влияния легирующих элементов на трешиностойкость сплава при литье и термообработке проводят на квадратных решетках путем оценки размеров трещин в местах перехода.В табл, 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов.Как видно из табл. 2 предлагаемый чугун превосходит известный по термостойкости (выше в 4,6 раз, трешино 4 стойкости при литье и термообработке 1,3 раза),Применение валков дает экономический эффект 1659,975 тыс. руб., который 1 достигается снижением расхода дефицитных ле гируюших элементов, снижением расхода валков, повышением ритмичности работы и производительности прокатных станов, выходом годного более высоких сортов, сокрашением расхода метавла и трудоемкости подготовки валков.