Сплав на основе железа

,801167231 22 С 3814 ЫЙ КОМИТЕТ СССРРЕТЕНИЙ И 07 НРЫТИИ ГОСУДПО ЕЛА ИДЕТЕЛЬСТВУ АВТОРСК то, с целью повышсти и улучшения щ и й с я .тем,ння ударной вязкобрабатываемостинии иэносостойкотельно содержитследующем соотномас.7.: сплава присти, сплав дселен и кальшении компон охран полни ий пр тов Углерод Кремний Маргане Алюминий Цирконий СеленКальцийЖелезо АРСТВЕНН Д М ИЗОБОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(71) Институт проблем литья АН УССР (53) 669.14,018.256-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 384924, кл. С 22 С 37/10, 1970.Авторское свидетельство СССР В 724594, кл. С 22 С 37/10. 1980. (54) (57) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, цирконий, о т л и ч а ю 1,89-2,35 0,17-0,35 12,71-16,54 9, 38-12, 52 0,02-0,10 0,008-0,050 0,001-0,070 ОстальноеИзобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к изысканию износостойкихматериалов для работы в условиях абразивного изнашивания и сухого трения скольжения. Изобретение можетбыть использовано в металлургии, машиностроительной, химической промышленности,Целью изобретения является повышение ударной вязкости и повьппениеобрабатываемости сплава при сохранении износостойкости сплава.Содержание углерода и алюминияв сплаве обусловлено обеспечением 15достаточного количества твердой,износостойкой, структурной составляющей у Фазы (Ре А 1 С).Чрезмерное понижение содержанияуглерода вызывает резкое падение износостойкости сплава ввиду значительного уменьшения объемной долиу-фазы, а также снижение содержанияуглерода в ней. Увеличение содержания углерода вьппе указанного предела приводит к выделению избыточногоуглерода в виде спелевых включений,располагающихся по границам кристаллов в отливке, что.приводит к охрупчиванию сплава. 30Алюминий при содержании его в,сплаве на нижнем пределе (9,38%)предотвращает появление в структуреграфита, понижающего износостойкостьсплава в условиях абразивного изнашивания. Легирование сплава алюминиемв количестве более 12,52% приводитк повьппению хрупкости сплава из-занасыщения. матрицы алюминием.Пониженное содержание кремния взято с целью повьппения ударной вязкости сплава. Более низкое содержаниекремния, чем 0,17% получить практически затруднено. Содержание кремнияболее 0,35% приводит к ухудшениюударной вязкости материала. Вводмарганца обеспечивает повышение пластичноети сплава за счет образованияв структуре аустенитной составляющейПри содержании марганца менее 12,71%влияние его несущественно,.В томслучае, если содержание марганцапревышаеу 16,54%, несколько снижается стойкость сплава при абразивном изнашивании.Для измельчения структуры, повьпьения ее однородности, улучшения пластических характеристик в сплав вводится цирконий. Вместе с селеном он способствует улучшению обрабатываемости сплава, Ввод циркония в сплав в количестве менее 0,02% мало эффективен, а более 0,1% - не вызывает дальнейшего существенного улучшения свойств материала.Селен вводится для улучшения обрабатываемости сплава. В количестве менее 0,008% его влияние практически неощутимо. Присутствие селена вссплаве в количестве более 0,05% несколько снижает износостойкость сплава в условиях абразивного изнашивания из-за образования легкоплавкой эвтектики. Легирование цирконием и селеном в больших количествах экономи. чески невыгодно.Ввод кальция оказывает положительное влияние на ударную вязкость. Это связано с рафинирующим и модифицирующим действием кальция. Пределы легирования кальцием также взяты из условия эффективности его воздействия. При содержании кальция менее 0,001% влияние это не проявляется, При содержании кальция более 0,07% избыток его уходит в шлак.Заливку сплава производили в земляные Формы. Отливали опытные образцы .для испытаний в условиях абразивного изнашивания, определения ударной вязкости и обрабатываемости сплавов. Для определения стойкости опытных сплавов в условиях сухого трения. скольжения были отлиты правящие кубики к отрезным станкам линии по производству электродов. Испытания абразивной стойкости опытных сплавов проводили на машине ИИМ при нагрузке Р = 5,8 10 ф н)м и скорости вращения абразивного круга Ч = 0,27 м/с на пути 8 = 5000 м,В таблице приведены химический состав и свойства опытных сплавов: известного (1), предлагаемых (2,3,4) и выходящих из предлагаемых пределов (5,6) .1167231 1е ц о х с ооохх ехоех аехеке о О Ф цл Оф дй 3о11о о Оосч сч 1 ф Ос и в о о СЛф 1Составитель В.ВростремРедактор М.НедолуженкоТехред М.Кузьма Корректор С,Черни Заказ 4391/28 Тираж 583 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Из таблицы следует, что ввод в состав селена и кальция позволил приблизительно в 2 раза повысить пластичность литого сплава (ударная вязкость увеличилась в 2 раза). Анализ микроструктур опытных сплавов показал, чво ввод указанных элементов обеспечивает дробление структурных составляющих, способствует очищению металла, более благоприятному расО пределению неметаллическихвключений.Скорость резания при совместном вводе селена и циркония увеличи 231 6лась в 6-7 раз, при этом уровень иэносостойкости в условиях абразивного изнашивания сплава остается высоким. Повышение пластичности сплава, а также возможность механической обработки позволяют использовать его для изготовления деталей, испытывающих некоторые динамические нагрузки, а также требующие выполнения операций мехобработки, например, правящих кубиков, направляющих и подающих роликов линии по производству электродов.