Чугун

(51) 4. С ЕН ЛЬСТВУ 5 лур про пр бо ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ПИСАНИЕ ИЗ К АВТОРСКОМУ СИИ(56) Гарбер М.Е, Отливки из белыхизносостойких чугунов, М.: Машиностроение, 1972, с. 12-13.Авторское свидетельство СССРУ 973655, кл. С 22 С 37/ 10, 1982,ЧУГУНИзобретение относится к меи и может быть использованводстве чугунных отливок,Ю 4 ЬМФфщщ,%"-":3)А"; , ф" тающих в условиях гидроабразивногоизноса. Цель изобретения - повышениепредела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемостии улучшение эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании.Чугун содержит, мас.Е; С 2,4"3,0,Яд 0,2-1,0, Мп 0,8-2,6, Ст 18,7-27,Мо 0,2-0,6, Ч 0,2-0,5, Н 0,5-1,0,ИЪ 0,42-1,4, ЯЬ 0,07"0,2, нитридытитана 0,05-0,2 и железо - остальное.Ввод в состав чугуна ЯЬ, ЗЬ и нитридов титана обеспечиваетповышение 6с 960 до 1220 - 13 О МПа, увеличениепрокаливаемости в 1,7-2,1 раза, микротвердости матрицы на 7-9 Х и улуч- .шение эксплуатационной стойкостив 1,7-2,4 раза. 2 табл.1 130Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава белых износостойких чугунов, предназначенных для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабразивно" го износа, рабочих колес, цилиндровых втулок и других деталей насосов,Цель изобретения вповышение предела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемости и улучшение эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании,Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим.Дополнительное введение ниобия в количестве 0,42-1,4 мас.Х микролегирует и упрочняет металлическую основу, измельчает структуру, блокирует дефекты кристаллической структуры, снижает ликвацию, повышает стабильность и однородность структуры и механических свойств, что обеспечивает повышение износостойкости, прочности и других свойств в отливках, При концентрации ниобия до 0,42 мас.7 микролегирующий эффект проявляется слабо, существенного упрочнения металлической основы не достигается и стабильность твердости и свойств в отливках низкая. При концентрации ниобия более 1,4 мас.Х снижается прокаливаемость и стабильность механических свойств чугуна в отливках. Введение сурьмы в количестве 0,07- 0,2 мас.7 повышает твердость, износостойкость матрицы, прокаливаемость, микротвердость матрицы, ее стабильность в отливках, что обеспечивает снижение гидроабразивного износа и повышение механических свойств. Содержание сурьмы принято от концентрации 0,07 мас,7, с которой отмечается повьппение стабильности твердости и износостойкости в отливках, и ограничено концентрацией 0,2 мас.%, выше которой отмечается снижение растворимости сурьмы В металлической основе и снижение динамической прочности и стабильности структуры и свойств чугуна.Содержание основных компонентов (углерод 2,4-3,0 мас,Х, кремний 0,2- 1,0 мас.% и марганец 0,8-2,б мас,Х) определены исходя из практики производства белых износостойких чугунов для толстостенных литых деталей, При снижении содержания углерода менее 2,4 мас.7 и кремния ниже 0,2 мас.%(хром. 18,7-27 мас.7, никель 0,51,0 мас.7, молибден 0,2-0,6; ванадий 0,2-0,5 мас,7) определено эксперимен тально и ограничено пределами, ниже которых микротвердость, прочностныесвойства, глубина прокаливаемости иизносостойкость недостаточны, а вышекоторых снижается стабильность структуры, динамическая прочность и другие свойства в отливках.Нитриды титана (0,05-0,2 мас.Х) являются эффективными модифицирующими добавками, измельчающими структу 25 ру и повышающими механические свойства, прокаливаемость, износостойкость, При концентрации их до 0,05 мас.% модифицирующий эффект проявляется слабо, а при концентрации их более 0,2 мас.7 они полностью не растворяются в матрице, повьппается концентра ция неметаллических включений и неоднородность структуры, что приводит к снижению износостойкости и механических свойств чугуна в отливках. П р и м е р. Опытные плавки чугуна проведены в индукционной печи с использованием литейных чугунов, пере- дельных чугунов, лома чугунного, силикомарганца, сурьмы, ниобия, стального лома, феррохрома, порошков нит- рида титана, феррованадия, ферросилиция и других ферросплавов. Чугун из печи выпускали при 1480-1500 С в литейные ковши с микролегирующими и модифицирующими добавками. Иэ чугунов отливали цилиндрические образцы диаметром 30 мм, технологические ступенчатые пробы с максимальной толщиной 500 мм и отливки заготовок деталей насосов. 40 45 50 В табл. 1 приведены химические составы известного и предложенного чугуна, в табл. 2 - данные о стабильности структуры, прокаливаемости, механических и эксплуатационных свойствах чугуна. и повышении концентрации марганца более 2,б мас,% снижаются литейные свой.ства, увеличивается ликвация и сни- жается стабильность структуры и свойств, а при концентрации углерода 5более 3,0 мас.7, кремния более 1,0 мас,7. и марганца менее 0,8 мас,Х структура в отливках становится грубой, снижается ее износостойкость и,0 0,05 Нитриды титана Остал Осталь- Ост ное ное тальное Осталь- Осталное ное елез о 3 13051Как видно из табл. 2, предложенный чугун обладает более высокой глубиной прокаливаемости и однородной структурой, Высокая эксплуатационная стойкость в условиях гидроабразивного 5 изнашивания достигается за счет получения мелкодисперсной мартенситноаустенитной матрицы с комплексными карбидами. Оптимальные значения твердости, износостойкости и механических Я свойств в литых .изделиях достигаются при нормализации с температуры 970- 1070 С. Формула из обре те ния 15 Чугун, содержащий углерод, кремний,марганец, хром, молибден, ванадий,никель и железо, о т л и ч а ю щ и й 92 4с я тем, что, с целью повышения предела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемости и улучшения эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании, он дополнительно содержит ниобий, сурьму и нитриды титана при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Углерод 2,4-3,0 Кремний 0,2-1,0 Марганец 0,8-2,6 Хром 18,7-27 Молибден 0,2-0,6 Ванадий 0,2-0,5 Никель 0,5-1,0 Ниобий 0,42-1,4 Сурьма 0,07-0,2 Нитриды титана 0,05-0,2 Железо Остальное1305192 Таблица 2 Показатели Свойства износостойких чугунов 1 (известный) Предел прочностипри изгибе, МПа 960 1050 Твердость, НКС 60 63 Стабильность структуры, Ж 94 90 97 84 Козффициент износостйсти 8,6 Микротвердость, Н 5020 58,6 25,6 18,4 16,4 57,6 32,6 Глубина прокаливаемости, мм 330 370 430 . 470 230 220 Эксплуатационнаястойкость, ч 1400 2380 3160 3420 1430 1960 Составитель Н,КасторнойРедактор С.Патрушева Техред Л.Олейник Корректор Т.Колб Заказ 1385/22 Тираж 605 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Износ цилиндровыхвтулок при скорости пульп 3 м/с,мг/см. ч 1220 1250 13 10 980 64 65 . 67 60 13 ь 2 13,6 14 8 ф 8 1116 5370 5450 5480 5130 5280