Чугун для мелющих тел

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК О сЮ 4 С 22 С 37/06 БРЕТЕН ПИСАНИ ИДЕТ ЕПЬСТВУ КОМ КАВ 4) (57) ржащий ом, ва улучшен ени в литом ненты вУгле КремнииМарганецХромВанадийБорЖелезо,2 - 1,2 ,9 - 8,6 ,08-0,22 ,05-0,15 стальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(46) 30.04.86. Бюл. Р 1671) Днепропетровский инженерно-строительный институт и Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Л.И.Брежнева.(56) Гарбер М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов.-М.: Машиностроение, 1972, с. 81-83.Авторское свидетельство СССР В 484264, кл. С 22 С 37/08, 1975,80122 ЧУГУН ДЛЯ МЕЛЮЩИХ ТЕЛ, соуглерод, кремний, марганец, адий, бор и железо, о т л ий с я тем, что, с целью жидкотекучести чугуна и по; дароустойчивости мелющих тел остоянии, он содержит комполедующем соотношении, мас.7:3,0 - 3,4 2,2 - 2,7Изобретение относится к металлургии, н частности к разработке составон чугуна для мелющих тел, работающих в условиях ударно-абразивного износа. 5Цель изобретения - улучшение жидкотекучести чугуна и повьппение удароустойчивости мелющих тел в литом состоянии,Выбор граничньгх пределов компонентов, входящих в состав предложенногочугуна, обусловлен следующим.Углерод. Как известно, углеродоказывает сильное влияние на степеньэвтектичности сплава, а также на количество и тип карбидной фазы. Приминимальном содержании углерода (3,0%)в структуре чугуна увеличивается количество пластичной высокожелезистойфазы, что обеспечивает его высокую 20ударную вязкость,1При содержании углерода ниже3,07 заметно понижается жидкотекучесть и соответственно заполняемость 25формы, так как падает степень эвтектичности сплава (менее 0,9) и увеличивается интервал кристаллизации. Примаксимальной концентрации углерода(3,47) степень эвтектичности равна1,0, что обеспечивает максимальнуюзаполняемость формы. При увеличенииуглерода свьппе 3,4% наблюдается падение прочностных свойств чугуна,чтов свою очередь отражается на сни 35жении ударостойкости сплава. Этопроисходит в результате того, чтосплав становится заэвтектическим(степень эвтектичности более 1,2) ипоявляются крупные заэвтектическиекарбиды, которые увеличивают хрупкость чугуна.Кремний, Легирование сплава кремнием в указанном диапазоне концентраций повьппает его эвтектичность испособствует образованию эвтектикина базе карбида хрома,При содержании кремния ниже 2,27 понижается жидкотекучесть сплава и соответственно заполняемость формы, так как увеличивается склонность сплава к образованию плен, значительно снижающих прочность литых изделий, Содержание кремния ниже предложенных, концентраций приводит к появлению в 55 структуре чугуна ледебурита, который также снижает прочностные свойства сплава и соответственно ударостой" кость. При содержании кремния выше2,77 происходит сниженые ударостойкости сплава из-за значительного повышения хрупкости феррита,Марганец. Б указанных пределахконцентраций марганец повышает дисперсность перлита, что приводит кувеличению твердости и износостойкости чугуна без снижения прочностныхсвойств.Содержание марганца ниже 0,27 неоказывает существенного влияния насвойства сплава, так как он становится примесью.Увеличение концентрации марганцав сплаве выше 1,27 значительно увеличивает хрупкость и соответственноснижает ударостойкость отливки.Хром. Предложенная концентрацияхрома обусловлена тем, что при наличии остальных компонентов сплава,она обеспечивает образование в структуре аустенитно-хромистокарбиднойэвтектики на базе высокотвердых карбидов хрома (Ст, Ре) С , что в своюочередь обусловливает высокую стойкость на удар и износ.При содержании хрома ниже 7,97, вмикроструктуре сплава появляется ледебурит, который снижает прочностныесвойства чугуна и соответственно ударостойкость.Содержание хрома вьппе 8,67 при концентрациях предложенных элементов практически не улучшает свойства сплава, а только удорожает его (увеличение содержания хрома на 1% удорожает , 1 т чугуна на 5,1 р).Бор. Введенный в сплав в пределах указанных концентраций он увеличивает микротвердость перлита и повышает лрокаливаемость сплавов в перлитной области.Содержание бора до 0,05% не оказывает ощутимого результата на микроструктуру чугуна.Увеличивать содержание бора выше 0,157 нецелесообразно, так как значительно уменьшается содержание углерода в твердом растворе, что ухудшает прокаливаемость сплава. При содержании бора более О, 15% в структуре поянляются структурно-свободные карбиды бора, что значительно охрупчиваетсплав и соответственно снижает его ударостойкость.Ванадий. В разрабатываемом сплавеванадиИ вводится в сплав с целью его7084него содержания (Р 11), нижних пределов (К 12) и ниже нижних пределов (Р 13). Одновременно выплавлялись сплавы по нижнему пределу, среднему содержанию и верхним пределам химических элементов прототипа (плавки Р 14, 15 и 16 соответственно).Каждая смесь сплавлялась отдельно в открытых индукционных печах с кислой футеровкой тигля, Металл перегреовали до 1450 С. Разливка чугуна производилась при 1340-135 С С в сухиео песчано-глинистые формы с получением шести помольных шаров диаметром 100 м. Одновременно заливали форму с видоизмененной пробой Руффа с сечением канала 4 х 12 мм. После полного охлаж,одения (до 8 Ь С) отлитые шары освобождались от литников и испытызались на ударной установке, принцип действия которой основан на свободном падении шара на наковальню с высоты 6,5 м. 1227 Химический состав.и результаты приведены в таблице.Приведенные данные свидетельствуют о том, что предложенный сплав обладает лучшей жидкотекучестью и значительно большей ударостойкостью (в 2-3 раза) благодаря изменению соотношения компонентов в его составе. УдаростойЖидкотекучестьчугуна,1 дмм Содержание, мас.7 Плавка, Р Чугун Сг Т 1. Ч Се костьколичеМп ствоударов 3,00 2,2 1,2 0,15 Предложенный2 7,9 - 0,22 7,9 - 0,22 7,9 - 0,08 7,9 - С,08 8,6 - 0,08 8,6 - 0,08 8,6 - 0,22 8,6 - 0,22 8,70 - 0,23 8,60 в . 0,22 3,40 2,2 0,2 0,07 3,00 2,7 1,2 3,40 2,7 0,2 3,00 2,2 0,2 3,40 2,2 1,2 3,00 2,7 0,2 3,40 2,7 1,2 3,60 2,80 1,40 3,40 2,70 1,20 0,15 0,05 0,15 0,05 С,16 0,05 0,17 10 О, 15 модифицирования. Ванадий образует тугоплавкие карбиды перед кристаллизацией хромистой эвтектики. Карбиды ванадия служат дополнительными зародышами для кристаллизации хромистой эвтектики, вследствие .чего увеличивается количество ее колоний и соответственно измельчается микроструктура сплава. Измельчение структуры, как известно, ведет к повышению прочност ных свойств и ударостойкости чугуна.Этот эффект модифицирования при содержании ванадия ниже 0,087 незначителен.Ввод ванадия выше 0,222 экономически нецелесообразен, так как при недостаточном увеличении измельчения структуры наблюдается эффект перемодифицирования, т.е. укрупнения продуктов модифицирования, что приводит к снижению ударостойкости.ЪП р и м е р . Для получения чугуна предложенного состава были приготовлены восемь смесей ингредиентов (плавки В 1-8, таблица), в которых содер жание химических элементов варьировалось на нижних и верхних пределах. Бы - ло выплавлено также 4 сплава (плавки 9- 13),содержание элементов вкоторых находилось на уровне: выше верхних преде 30 . лов (9 9),верхних пределов (9 10), сред 420 1850 445 2450 450 2510 465 2820 380 1220 395 1610 400 1600 415 192 С 385 1500 420 20101227708 Содержание, мас.й1 Мп Нд Сг Жидкотекучесть гун В Ть Ч угуна мм,70 90 0,80 0,70 0 8205 0,5 0,018 00 оставитель Н. ехред Л.Олейн стори Корректор Е Сирохман дактор М. Дылын каз 2267 Подписное КИПИ митета СССРоткрытийая наб., д. 113 изводственно-полиграфическое предприятие Ужгород,ектная 8,20 20 0,20 - 7,90 00 0,15 - 7,80Тираж 567 Государственного делам изобретений Москва, Ж, Раущ ЬПродолжение таблицы даротойость,количествоударов