Чугун для валков

(19) 011 СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗЮ С 22 С 37/00 и фьг ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н А 8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЬф .НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(7 1) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургическийинститут(56) 1. Кривошеев А.Е. Чугунные валки для профильного проката. - "Сталь",1963, У 11, с. 1042-1051. 2. Герек А., Байка Л. Легированный чугун - конструкционный материал. Я., "Металлургия", 1978, с. 90.(54)(57) ЧУГУН ДЛЯ ВАЛКОВ, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, медь и железо, о т и и ч а ю. щ и й с я тем, что, с целью снижения спада твердости по глубине рабочего слоя валков, он дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, мас. 7.:Углерод 3,7-4,2Кремний 0,2-0,8Марганец 0,1-0 2Сера О, 10-0, 18 фосфор 0,25-0,50 Медь 0,25-0,60 Теллур 0,0002-0,0008 Железо Остальное15 20 30 35 40 Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойкого чугуна, который используется для отливки прокатных валков чистовых клетей сортопрокатных станов.Известен чугун 1 следующего химического состава, вес. :Углерод 2,8-.3,8Кремний 0,2-0,8Марганец 0,3-0,5Сера О, 10-0, 2Фосфор 0,2-0,5Железо ОстальноеОднако при указанном содержании компонентов в известном чугуне невозможно получить высокое качество прокатных валков по отбелу, Низкий отбел этого валкового чугуна является причиной высокого брака при изготовлении прокатных валков.Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является чугун для валков 21 следующего химического состава, вес. %:Углерод Зэ 15-3140Кремний 1,8-2,1Марганец 0,6-0,8Сера До 0,1Фосфор О, 1-0, 2.Медь 0,50-0,75Железо ОстальноеНедостатками этого чугуна являются износостойкость и большой спадтвердости по глубине рабочего слояотлитых из него прокатных валков, что является причиной частых остановок прокатных станов для переточки калибров валков и снижает общую длительность их эксплуатационной кампании. Цель изобретения - снижение спадатвердости по глубине рабочего слоявалков.Поставленная цель достигается тем,что чугун для валков, содержащий углерод, кремний, марганеЦ, серу,фосфор, медь и железо, дополнительно содержит теллур при следующемсоотношении компонентов, мас. %:Углерод 3,7"4,2Кремний О, 2-0,8Марганец 0,1-0,2Сера О, 10-0, 18Фосфор 0,25-0,5055Медь 0,25-0,60Теллур 0,0002-0,0008Железо Остальное Пределы содержания химических эле. ментов в предложенном чугуне обоснованы следующим.Углерод по мере увеличения содержания его в чугуне повьппает твердость (износостойкость) отбеленного рабочего слоя валков за счет возрастания в его структуре количества твердой карбидной составляющей цементита. При содержании его менее 3,70 вес.% обеспечивается необходимая твердость валков,а при повышении более 4,2, вес.% износостойкость начинает снижаться, так как в отбеленном слое наряду с цементитом начинает выделяться гнездообразный графит,Кремний является основным регулятором величины отбеленного слоя валков. При содержании кремния менее 0,2% резко возрастает количество карбидной микроструктурной составляющей в шейках валков, что затрудняет их механическую обработку и приводит к преждевременному выходу валков из строя по поломкам. При содержании кремния более 0,8% величина отбелен-ного рабочего слоя уменьшается настолько, что валки не соответствуют требованиям технических условий и подлежат списанию в брак. Марганец йовышает твердость (износостойкость) отбеленного рабочего слоя за счет повышения микротвердости цементита и перлита. При содер жанни марганца менее 0,1% влияние его на твердость не значительно, Повышение его содержания более 0,3%приводит к увеличению переходной макроструктурной зоны и снижению сопротивляемости валков поломкам. Сера по мере увеличения содержания ее в чугуне повьипает твердость (износостойкость) по глубине рабочего слоя валков в связи с увеличением в его структуре количества цементита. При содержании его в чугуне выше О, 1% увеличивается глубина отбеленного слоя, уменьшается глубина переходной зоны, что повьппает качество макроструктуры валков. При болеенизкой концентрации серы влияние ее на макроструктуру и твердость не значительно. Однако при увеличении его содержания свыше 0,18% в шейках валков появляются включения сульфидов в виде "белесин", затрудняющих механическю обработку.Медь повьппает дисперсно:ть перлита и снижает степень его аномальности, что способствует повышению твердости и износостойкости чугуна, Поскольку аномальность перлина в наибольшей степени проявляется в глубинных слоя отливки, то медь способствует снижению спада твердости (износостойкости) по глубине рабочего слоя валков. Такое влияние меди 1 О проявляется при повышении ее содержания от 0,25, Однако при содержании ее О,баномальность перлита устраняется полностью, а дальнейшее повышение ее содержания сопровождает ся появлением графитных включений в удаленных от литой поверхности частях отливки, что приводит к увеличению спада твердости.ТеллуФ не влияет на твердость от- д беленного чу уна, однако увеличивает глубину зоны чистого отбела и очищает ее от графитных включений, что обеспечивает повьппение износостойкости. Поскольку теллур способствует 25 переохлаждении чугуна при кристаллизации, то он обеспечивает сокращение величины переходной зоны и выделению цементита в глубинных слоях рабочего слоя валков. Этим достигается значительное снижение спада твердости по глубине их рабочего слоя. Поскольку теллур не влияет на степень аномальности перлита, то такое влияние теллура проявляется В присутствии меди и при содержании его не менее 0,0002 При увеличении его концентрации более 0,00083 влияние теллура на спад твердости не увеличивается, а механические свойства чугуна снижаются в связи с выделением в его структуре теллуридов марганца и оксигеллуридон по границам зерен,П р и м е р. В индукционной печиИЧТс кислой футеровкой выплавляли чугуны для отливки отбеленныхпрокатных валков, используя в качестве шихты валковьп доменный чугун(М 4) . Изменение концентрации углерода и серы в чугуне обеспечивали присадкой на зеркало металла в печи расчетного количества графитированногококсика и черенковой серы. Порошкообразный теллур в пакете из листового железа, прикрепленном к концужелезного прута, присаживали в ковшс металлом при 13 10-1320 С непосредоственно перед заливкой литейной формы. От отливок прокатных валков впроцессе их механической обработкиотбирали темплеты для вырезки образцов, используемых для осуществлениямеханических испытаний и металлографических исследований. Спад твердости определяли на темплетах от валков перед вырезкой из них образцовдля испьтания на износ.Кимические составы известного ипредложенного чугунов и спад твердости по глубине рабочего слоя валковприведены в таблице.Из приведенных результатов следует, что чугун предложенного составаимеет меньший спад твердости по глубине рабочего слоя валков за счетприсадки теллура в количестве 0,00020,0008 ,Использование изобретения обеспечивает получение экономического эффекта в сумме 87 тыс.руб. в год.