Чугун

(5 П С 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ, ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) А,И. Степина, В.В; Зотов, Э.Р. Фомин, П.А. Зелепукин, Н.И. Семенченко,.А.С. Талат, М.В. Лихачев, Ю.К. Шапошников и В.ф. Олениченко (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский технологический институт механизации труда в черной металлургии и ремонтно"механических работ(53) 669.13.018:.294.3(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 687139, кл. С 22 С 37/00, 1979.2. Авторское свидетелЬство СССР В 785376, кл.С 22 С 37/00, 1980.(54) (57 ) ЧУГУН р, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, азот медь, ванадий и железо, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения механических, свойств, термо- и окалиностойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес. 3:Углерод 3,0-3,6Кремний 1,6-2,0Марганец 0,8-1,2Хром 1,3-1,7Титан 0 1-0,4Азот 0,02-0,1Медь 0,25-1,2Ванадий 0,2-0,4Железо Остальное56-65 кг/мм22,7-2,9 мм54-61 кг/мм эобитенце относится к металлур- ги и.с ол; производству, а именно к мс.аллур иц спланон, используемых для иэготонления деталей металлургического оборудования.Известны чугуны, содержащие в качестве основы железо, углерод, кремний, марганец хром, титан, азот, применяемые для изготовления деталей,работающих н условиях абразивного изнашивания, термосмецах и поны- О шеццых температурах, обладают недостаточной иэносостойкостью в укаэаццых условиях работы.Известен чугун1 следующего химического состава вес. %: 5Углерод 3,0-3,6Кремний 1,6-2,0Марганец 0,8-1,2Хром 1,3- 1,7Титан20Азот 0,03-0,.1Медь 0,25-1,2Железо ОстальноеЭтот чугун имеет следующие физико- механические характеристики: 25Предел прочности при изгибеСтрела прогибаТвердость НВТермостойкостьпри 850"С 55-68 цикловОднако указанный чугун в условиях абразивного иэнашивания при повышенных температурах имеет низкие показатели износостойкости и термостойкости.Окалицостойкость при 1000 С укаэанного чугуна 1,9-2,3 г/м ч.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун ( 2) 40 следующего химического состава,нес,Ъ:Углерод 2,6-3,8Кремний 0,6-2,5Марганец 0,33-1,5Хром 0,09-1,0 45Титан 0,0-0,4Аэот 0,005-0,04Медь 0,02-1,0Ванадий 0,03-0,3Алюминий 0,02-0,3 50Желеэо ОстальноеДанный чугун (табл. 1) обладает следующими свойствами (табл. 2) .Недостатками известного чугуна являются ниэкие механические свойст ва и термо-окалиностойкость.Цель изобретения - повышение механических свэйств, термо- и окалиностойкости.Указанная цель достигается тем, 60 что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, азот, медь, ванадий и желеэо, содержит компоненты в следующем соотношении, нес. Ъ 65 Углерод 3,0-3,61(ремций 1,6-2,0Мар п.ц 0,8-1,2Х 1,3-1,71 цтац 0,1-0,4Азот 0,02-0,1М цп 0,25-1,2Ванадий 0,2-0,4Желт э о ОстальноеХимический состав и механические свойства предлагаемого чугуна принедецы н табл. 3.рц испытании образцов на иэгиб опрстелцют предел прочности при иэ гибе и цогиб при иэломе (максимальную стрелу прогиба).Испытанию на изгиб подвергаются цилиндрические образцы размером 7306340 мм, ра( стояцце между опорами испытательной Глашины составляет 300 мм.Отклонение по диаметру образца в любом сечении не йренышает + 1 мм,Испытания ца износостойкость в условиях абразивного иэнашивания (Г) проводятся на лабораторной установке ЦУК-ЗМ со специальным ротором, скорость вращения которого равна 1000 и 5000 об/миц. Скорость абраэивного потока 5,6 и 28 м/с. Испытания на износостойкость в условиях гидроабраэинного изнашивания (0) проводятся на лабораторной установке, которая состоит иэ емкости, заполненной водой с твердыми абраэинными частицами.Внутри емкости находятся два диска, ца которых крепятся конические обраэцы с учетом угла атаки 30ф Диски вращаются с помощью элекТродвигателей и клицоремецной передачи, обеспечивающей необходимый диапазон скоростей обтекания обраэцов гидро- абразивным потоком. Время испытаний 5 ч.Износ исследованных образцов оценивается ца потере веса на лабораторных весах ВЛА - 200 ТМ,Оптимальная износостойкость (Е и С) определяется как отношение потерь веса обраэца эталона и образца исследуемого материала, В качестве эталона используется чугун по авт.св. Р 687139.Образцы для испытаний на термостойкость готовят н виде кубиков размером 20 х 20 х 20 мм. Образцы нысушивают при 110 С до постоянного веса и взвешивают, затем нагружают в разогретую до 850 С печь и выдерживают при этой температуре 15 мин. После нагревания образцы вынимают иэ печи. и опускают в воду. Температура воды 20-25 С. Выдерживают.в воде 5 мин, а затем столько же выдерживают на воздухе, после чего опять помещают в печь. Таким образом цикличность про",3 0 0,35 3,6 7 0,1 должают до появления на образцах трещин.Испытания на окалиностойкость проводятся на цилиндрических образцах при 1000 С в течение 100 ч. Окалиностойкость определяется в.г/м ч.Термостойкость и бкалиностойкость предлагаемого чугуна представлены в табл. 4. С 81 Мп Сг Т 1 Н 2,6 0,6 О,ЗЗ 0,09 0,02 0,005 2,9 0,9 0,6 0,15 0,09 0,01 3,2 1,5 0,9 0,5 0,2 0,02 3,6 2,0 1,3 0,8 0,3 0,03 38 25 15 10 04 004 Окалиностойкость при1000 фс, г/м ч Химический состав, вес. % Как видно иэ табл, 3 и 4 механические свойства, термо- и окалиностойкость предлагаемого чугуна выше, чем у известного 21. Это позволяет увеличить срок службы деталей в 1,5-2,0 раза.Экономический эФФект от внедрения изобретения только на одном заводе составит 338 тыс, руб, в год.Т а б л и ц а 1 Р ц фюц.ИРкг/мм мм 2,6 45 0,7 0,75 2 с 6 46 Ок 8 085 2,7 48 1,0 1,0 2,8 50 1,181,13 Номера сплавов 7 1 7 Механические свойства гкг/мм й,мм Нйс Е Е 8 3,5 63 1,5 1,3 72 3,2 67 1,9 1,85 69 3,1 69 2,25 2,15 0,4 67 3,0 70 2,5 2,41032035 Таблица 4,Фвщъ,е, Свойства Сплавы Термостойкость при850 С, циклы 79 80 70 73 Окалиностойкость при1000 Ср г/ма ч 0,95 1,1 1,18 0,9 1,03 Составитель Г. Дудик Редактор А. Власенко Техред А.Бабинец Корректор А. Ильин ГТираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам.изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., д, 4/5