Чугун

(5 4 С 22 С 37 10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Донецкий ордена Трудового;.красного Знамени политехнический институт (72) В.И.Мачикин, Ю.С,Шаповалов, А,М.Зборщик, А.Е.Бурочкин, В.П.Моисеев.и П.Е.Власов(56) Авторское свидетельство СССР У 1035085, кл. С 22 С 37/10, 1982.Авторское свидетельство СССР 9 1096300, кл. С 22 С 37/08, 1983,Авторское свидетельство СССР Ф 865952, кл. С 22 С 37/06, 1980.Патент США У 4342588, кл. 5-128, 1983.(57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях воздействия значительных ударных наг-рузок, сопровождающихся сильным абразивным воздействиям, например деталеймолотковых дробнлок, мельчайших шаройбольшого диаметра. Цель изобретения -повышение ударно-абразивной износостойкости во влажной среде, Указанная цель достигается тем, что чугун,содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, алюминий, титан ижелезо, дополнительно содержит барийи медь при следующем соотношении компонентов, мас.Х: углерод 2,5-3,5;кремний 2,6-3,4; марганец 0,5-1,5;никель 3,0-6,0; хром 8,0-12,0; алюминий 0,4-0,8; титан 0,2-4,0; барий 0,01-0,05; медь 0,3-0,9; железо остальное. Ударно-абразивная стойкость во влажной среде и устойчивость К образованию трещин под воздействием ударных нагрузок составляет 0,083-0,096 г и 4058-4475 ударовсоответственно. 1 табл.6326% никель приводит к графитнзациичугуна.Содержание храма в чугуне данногосостава находится в пределах 8-127,В таком количестве хром образует специальные карбиды типа М,С и подавляет графитиэацию, вызванную повышениемпроцентного содержания таких элементов как никель, медь, алюминий. Основной функцией хрома является павьппениеизнасостайкости чугуна за счет насыщения его матрицы карбидами типа МтС.При содержании хрома менее 82 подавление графитизации не происходит,не образуется карбид М Сэ. Содержание хрома в чугуне данного состава,более чем 127, приводит к тому, чтоматрица чугуна перенасыщается карбидами, чта несколько снижает его пластичность, а следовательно, и устойчивостьк воздействию ударных нагрузок,Содержаниемеди в чугуне данногосостава находится в пределах 0,3 -0,97. Медь вводится с целью дополниного павьппения пластичности чугуна,что благоприятно сказывается на повышение его устойчивости к восприятиюударных нагрузок, что является следствием стабилизации аустенита.Содержание меди в количестве менее 0,3% в чугуне данного состава неприводит к стабилизации аустенита иее влияние на дополнительное повьппение пластических характеристик сплава не наблюдается, Содержание медиболее 0,9% является пределом ее растворимости в данном сплаве и она выделяется из твердого раствора в чистом виде, чта отрицательно сказывается на пластичности сплава,Содержание алюминия находится впределах 04-0,87 наиболее полно выполняет функцию раскисления металла,активно удаляя из него киалород, темсамым способствует повьппению его корроэионной стойкости, что делает возможным применение сплава в условияхударно-абразивного износа во влажной среде. Содержание алюминия вчугуне данного состава в количестве,меньшем чем 0,47, ведет к тому, чтоалюминий недостаточно активно выполняет функцию раскисления металла.В количестве более чем 0,87, алюминий в чугуне данного состава способствует ега графитизации, что нежелательна, так как понижается абразивная износостойкость. 1268Изобретение относится к металлургии и литейному п 1 спзводству и мажетбыть использовано для изготовлениядеталей, работавших в условиях воздействия значительных ударных нагрузок, сопровождающихся сильным абразивным воздействием, например, деталей молоткавых драбилок, мельчайшихшаров большого диаметра,Целью изобретения является павышение ударно-абразивной износостойкости во влажной среде.Содержание углерода в данном чугуне находится в пределах 2,5-3,57.В таком количестве углерод, являясь 15элементом, входящим в состав карбидов, способствует получению .требуемой иэносастойкости сплава. Уменьшение содержания углерода ниже 2,57ведет к снижению изнасостайкасти 20сплава, а увеличение выше 3,57. снижает пластические свойства чугуна.Кремний в данном чугуне находитсяв пределах 2,6-3,47. В таком количестве он способствует ускорению прев ращения аустенита в перлитнай области, чта способствует экономии марганца. В количестве менее 2,6 это свойство кремния не проявляется. В количестве более 3,4% кремний приводит к З 0графитиэации чугуна, что снижает егоизносостойкость.Содержание марганца в данном сплаве находится в пределах 0,5-1,57. Втаком количестве марганец, в составеданного чугуна, необходим для получения аустенитной матрицы сплава. Марганец, понижая мартенситную точку испособствуя образованию аустенитнойструктуры чугуна, повышает ега плас Отичность, что делает возможныМ применить данный сплав в условиях значительных ударных нагрузок,При содержании марганца менее 0,5%в чугуне данного состава аустенитная 35структура образуется в недостаточномколичестве. Повышение содержания марганца для значительного увеличенияпластичности более чем 1,5% приводитк тому, что из-за стабильности аустенита несколько падает износостойкостьчугуна.Никель в данном чугуне находитсяв пределах 3,0-6,07. В таком количестве он подавляет образование перлита при охлаждении сплава. В количестве менее 37 эта функция никеля невыполняется, а в количестве болееруя чугун, повышает его коррозионнуюстойкость. Отсюда следует, что веськомплекс элементов в данньж весовыхсоотношениях в данном сплаве способствует повышению ударно-абразивнойизносостойкости чугуна во влажнойсреде.Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице,Испытания на удароустойчивостьпроводят на образцах ф 20 мм,и высотой30 мм. Удар проводят в центр образцас энергией удара 19,5 Дж.Из таблицы видно, что ударно-абразивная износостойкость во влажнойосреде и устойчивость к образованиютрещин под вовдействием ударных нагрузок у предлагаемого чугуна превьппает те же характеристики у известногосостава; потеря массы при мокром износе составляет у известного чугуна0,148 кг, а у предлагаемого - 0,096 г.Число ударов до растрескивания уизвестного чугуна составляет 2970,а у предлагаемого - 4475. Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, алюминий, титан и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения ударно-абразивной износостойкости во влажной среде, он дополнительно содержит барий и медь при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:УглеродКремний.МарганецНикельХромАлюминийТитанБарийМедьЖелезо 2,5-3,5.0,5 1,53,0-6,08,0-12,00,4-0,80 2-4 00,01-0,050,3-0,9Остальное 3 1268632 4Титан в данном чугуне содержитсяв количестве 0,2-4,07 и применяетсядля повышения износостойкости сплава,так как матрица чугуна насьпцаетсякарбидами титана, имеющими очень большую твердость (Н ). При содержаниититана менее 0,27 роста износостойкости сплава не наблюдается, так как матрица чувуна в недостаточной степенинасьпцена карбидами титана. В количес Отве более 4,07 резко уменьшается ударная вязкость сплава, так как в структуре чугуна появляется очень большоеколичество карбидов титана.Содержание бария находится в преде лах 0,01-0,057, Барий, измельчаяструктурные составляющие чугуна, ак-,:тивно рафинирует металл, способствует повьппению как износостойкости, таки корроэионной стойкости чугуна, что 2 Оприводит к повьппению износостойкостиво влажной среде.В количестве, менее 0,027., влияниебария на повьппение ударно-абразивнойизносостойкости чугуна во влажной 25.среде не наблюдается, так как недостаточно полно происходит рафинирова- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и яние металла и иэмельчение его структурных составляющих, В количествеболее 0,057 барий в чугуне данного ЗОсостава не растворяется.Таким образом, совместное влияниеуглерода, кремния,марганца, никеля,хрома, меди, алюминия, титана и бария на свойства чугуна проявляютсяв следующем; марганец, никель и медьрбразуют стабильную аустенитную матрицу чугуна, что способствует повышению пластических свойств металлаи делает возможным применение его вусловиях ударных нагрузок; углерод,хром и титан, образуя в матрице чугуна карбиды, повьппают его твердость,делают чугун более износостойким, чтодает возможность применение сплава вусловиях воздействия на него абразивных частиц; алюминий и барий, рафини