Номер патента: 1341234

Авторы: Карпенко, Кныш, Марукович, Науменко, Титко

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 09) (111 234 51)4 С 22 С 37/10 37/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13динени о,во СССР 1982,СССР 1982, к черной металлургии, белых иэносо наченных для работающих в ного износа,оставам предна талей, браэив- цилиндй насо- ышение стности тонких чугун изготовления д условиях гидро рабочих колес, и других детал обретения - по овых втулок ов. Цель и К А ВТОРСКОМЪ( СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относитс гидроабразивной износостойкости чугуна. Износостойкий чугун содержитуглерод, кремний, марганец, никель,нитриды алюминия, молибден, оксидыРЗМ, хром, магний, ванадий, тантал,железо при следующем соотношениикомпонентов, мас, 7.: углерод 1,7-2,3;кремний 0,2-1,0; марганец 0,8-2,6никель 0,5-1,0; нитрнды алюминия0,03-0,1, молибден 0,2-0,6, оксидыРЗМ 0,05-0,2; хром 18,7-27,0;магний0,02-0, 1, ванадий 0,8-2,5; тантал0,22-1,4, железо остальное, Предложенный чугун обладает более высокойэксплуатационной стойкостью в условиях гидроабразивного изнашивания,что достигается получением мелкодисперсной мартенситно-аустенитной матрицы с комплексными карбидами, а также большей прокаливаемостью и лучшейоднородностью в сравнении с известным чугуном. 2 табл.Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к составамбелых изцосостойких чугунов, предназначенных для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабраэивного износа, рабочих колес, цилицдровых втулок и других деталейнасосов,Цель изобретения - повышение гидроабразивной иэносостойкости,Износостойкий чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадиИ, никель, железо,тантал, магний, оксиды РЗМ и нитриды алюминия.Состав и свойства предлагаемогои известного чугуна представлены втабл, 1 и 2,Содержание основных компонентов, мас, 7: углерод 1,7-2,3; кремний 0,2- 1,0 и марганец 0,8-2,6 определено исходя иэ практики производства белых иэносостойких чугунов для толстостенных литых деталей, При снижении содержания углерода менее 1,7 и кремния ниже 0,2 и повышении концентрации марганца более 2,6 мас,7 снижаются литейцые свойства, трещиностойкость, увеличивается ликвация и снижается стабильцость структуры и свойств, а при концентрации углерода более 2,3, кремния более 1,0 и марганца менее 0,8 мас, 7, структура в отливках становится грубой, снижаются микротвердость карбидов и матрицы, износостойкость и стабильность механических свойств чугуна в отливках.Содержание легирующих добавок, мас, Ж; хром 18,7-27, никель 0,5- 1,0, молибден 0,2-0,6, ванадий 0,8- 2,5, определено экспериментально и ограничено предеЛами, ниже которых микротвердость карбидов и матрицы, прочностные свойства, глубина прокаливаемости и износостойкость недостаточны, а выше которых снижается стабильность структуры, увеличивается количество крупных карбидов,снижаются динамическая прочность идругие свойства в отливках,Дополнительное введение танталав количестве 0,22-1,4 мас,7 увеличивает количество карбидов, их трещиностойкость, микролегирует и упрочняет металлическую основу, измельчает структуру, уменьшает ееохрупчивание, блокирует дефекты крис -э 10 15 20 2 г, 3035 40 45 50 с 5 таллической структуры, снижает ликвацию, повышает микротвердость карбидовстабильность, однородность структурыи механических свойств в отливках.При концентрации тантала до 0,22 мас,7.микролегирующий эффект проявляетсяслабо, существенного упрочнения металлической основы и увеличения количества карбидов не достигается истабильность твердости, иэносостойкости и служебных свойств в отливках низкая, При концентрации танталаболее 1,4 мас7, снижается пластичность, прокаливаемость и стабильностьмеханических свойств чугуна в отлив-,ках, увеличивается количество карбидов по границам зерен,Введение магния в количестве 0,020,1 мас. 7. повышает твердость, измельчает структуру, повышает трещиностойкость и износостойкость матрицы,прокаливаемость, микротвердость карбидов и матрицы, ее стабильность вотливках, что обеспечивает снижениегидроабраэивного износа и повышениемеханических свойств, С минимальногосодержания магния (0,02 мас, 7) отмечается повышение твердости и износостойкости чугуна в отливках, приего концентрации в чугуне вьппе0,1 мас,7. отмечается снижение литейных свойств растворимости магнияв металлической основе и снижениединамической прочности и стабильности структуры и свойств чугуна,Микролегирование чугуна 0,05 -0,2 мас, 7 оксидами РЗМ обусловлено их упрочняющим влиянием на матрицу, иэмельчением и изменением морфологии карбидов, повышением микротвердости матрицы и карбидов. При увеличении оксидов РЗМ более 0,2 мас7.снижается трещиностойкость и износостойкость, а при концентрации до0,05 мас, 7, микротвердость матрицынедостаточнаНитриды алюминия (0,03-0,1 мас,7)имеющие высокую твердость, являютсяэффективными модифицирующими добавками, сохраняющими твердость при отпуске, иэмельчающими структуру иповышающими твердость и микротвердость чугуна, механические свойства,прокаливаемость, износостойкость.При их концентрации до 0,03 мас. 7.модифицирующий эффект проявляетсяслабо, а.при концентрации бопееО,1 мас. 7., нитриды алюминия не раст1341234 1,7-2,3 0,2-1,0 18,7-27 0,8-2,6 0,2-0,6 0,8-2,5 0,5-10 0,22-1,4 0,02-0, 1 Углерод Кремний ХромМарганец Молибден ВанадийНикельТантал МагнийОксиды редкоземельных металлов Нитриды алюминия Железо 30 35 0,05-0,2 0,03-0,1 ОстальноеТаблица 1 40 Содержание компонентов в чугуне, мас, Х Компонент Известный 2,5 1,6 2,3 1,9 1,7 2,3 Углерод 1,2 0,1 1,0 0,6 0,2 0,3 Кремний 17,0 16,6 27,0 25,1 18,7 28,2 Хром Марганец Никель3,2 0,5 2,6 15 0,8 0,4 0,7 1,2 0,2 1,0 0,5 1,0 0,22 1,8 0,1 1,4 0,9 Тантал воряются полностью в матрице, повышается концентрация неметаллических включений, увеличиваетсянеоднородность структуры, что приводит к снижению иэносостойкости,трещиностойкости и механическихсвойств чугуна в отливках,П р и м е р, Опытные плавки чугуна проведены в индукционной печи сиспользованием литейных чугунов марки ЛК, ЛК, предельных чугуновМ 2 и ПЛ, лома чугунного 17 А, силикомарганца СМН, ферротантала, магниевой лигатуры, стального лома,брикетов оксидов РЗМ, аэотированногоферроалюминия, феррохрома, феррованадия, ферросилиция и других ферросплавов. Чугун перегревали до 15501570 С и выпускали при 1500-1530 Св литейные ковши с магниевой лигатурой, брикетами оксидов РЗМ и другими микролегирующими и модифицирующими добавками, Из чугунов отливалицилиндрические образцы диаметром30 мм, технологические ступенчатыепробы с максимальной толщиной 500 мми отливки заготовок деталей насосов.Усвоение тантала составило 88-937,магния 48-547, оксидов РЗМ 74-793,нитридов алюминия 83-917.Лабораторные и опытно-промышленные испытания образцов и отливок проводят после закалки с 970-1050 С иотпуска при 560-580 С, В табл, 2 приведены данные о микротвердости, иэносостойкости, механических и эксплуатационных свойствах, Микротвердостьопределяли на приборе ПМТ-З, а трещиностойкость - на технологической пробе. Из данных табл, 2 следует, чтопредлагаемый чугун обладает болеевысокой эксплуатационной стойкостью5в условиях гидроабразивного изнашивания, что достигается получениеммелкодисперсной мартенситно-аустенитной матрицы с комплексными карбидами,а также большей прокаливаемостью илучшей однородностью по сравнению сизвестным чугуном, Оптимальные значения твердости, износостойкости и механических свойств в отливках достигаются при их нормализации с темпера 15 туры 970-1050 С,Формула изобретения Иэносостойкий чугун, содержащийуглерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, никель и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения гидроабразивной иэносостойкости, он дополнительно 25 содержит тантал, магний, оксиды РЗМи нитриды алюминия при следующем соотношении компонентов, мас. Е:1341234 Продолжение табл, 1 Компонент тПредлагаемый Известный 0,3 0,04 0,1 0,05 0,02 Магний 2,7 0,5 2,5 1,3 0,8 0,5 Ванадий 0,8 0,02 0,6 0,4 0,2 0,5 МолибденОксиды РЗМ 0,4 0,03 0,2 0,08 0,05 Нитриды алюминия 0,12 0,01 0,05 0,1 0,03 ОстальОстальОстальОстальОстальОстальЖелезо ное ное ное ное ное ное Таблица 2 Показатели Известный Предлагаемый Предел прочности при из-гибе, МПа 960 1080 990 1370 1320 1310 Твердость,НКС 68 66 64 60 60 Коэффициент износостой 14,8 12,8 8,8 15,4 15,6 8,6 кости 18120 16740 14130 17500 17280 13780 5460 5650 5580 5200 5820 5020 матрицы Износ цилиндровых втулок при скорости пульп 3,5 м/с, мг/см ч1 22,5 53,0 9,4 12,4 15,2 52,2 Трещиностойкость, 7 124 136 103 138 100 132 Эксплуатационная стой 2980 1440 3760 3910 3480 1400 кость ч ВНПИПИ Заказ 4404/32 Тираж 604 Подписное Проиэв.-полигр, пр-тие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Микротвердость, Н:карбидов Содержание компонентов в чугуне, мас, 7,Свойства иэносостойких чугунов

Смотреть

Заявка

4051918, 07.04.1986

ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ "ГОМСЕЛЬМАШ"

НАУМЕНКО ВАСИЛИЙ ИВАНОВИЧ, ТИТКО ФЕДОР ИВАНОВИЧ, КАРПЕНКО МИХАИЛ ИВАНОВИЧ, МАРУКОВИЧ ЕВГЕНИЙ ИГНАТЬЕВИЧ, КНЫШ ТАТЬЯНА ИВАНОВНА

МПК / Метки

МПК: C22C 37/08, C22C 37/10

Метки: износостойкий, чугун

Опубликовано: 30.09.1987

Код ссылки

<a href="https://patents.su/4-1341234-iznosostojjkijj-chugun.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Износостойкий чугун</a>

Похожие патенты