Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4 С 22 С 37/10 ЕНИЯК едова ии тр в,В.К. ГИ.И,Дь ие отли гунов, СССР 1985 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЭОБ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-истельский институт механизв черной металлургии(53) 669.15-196 (088,8) (56) Ципин Н.И. Износостой ки из белых легированных ч Обзор, М,: НИИМАШ, 1983, сАвторское свидетельство У 1315511,кл. С 22 С 37/10(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использованопри производстве деталей доменногооборудования. Цель изобретенияповышение ударной вязкости и сопротивления термической усталости. Новый состав чугуна содержит компоненты в следующем соотношении, мас,7:С 1,5-2,1; 51 1,2-1,4; Мп 0,8-1,2;Сг 22-26; й 1 2-4; Мо 0,3-0,6;Ч 0,3-4,0; Т 1 0,2-0,3; А 1 0,1-0,2;Са 0,05-0,1, СО 2-3,5 и Ге остальное. Дополнительный ввод в составчугуна Сц, повышение содержания М 1с 0,5 до 2-43, уменьшение содержанияТ 1 с 04 др 0,2-0,3 обеспечивает повышение ударной вязкости в 1,8-2раза и улучшение сопротивления термической уаталости в 1,7-2,5 раза.2 табл.15 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработкесоставов чугуна для деталей доменного оборудования,5Цель изобретения - повышение ударной вязкости и сопротивления термической усталости.Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения. 10Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.Повьпцение ударной вязкости прибольших удельных давлениях с введением в сплав меди и повышением содержания ванадия до 47. при суммарном содержании никеля и меди, непревышающем 6%, происходит за счеттого, что из микроструктуры исчезаетстабильный аустенит и остается только метастабильный, который при ударном воздействии частично превращается н деформационный мартенсит, 25значительно повышая при этом ударнуювязкость,При вводе в чугун меди, котораяобладает графитизирующими свойствами, но в меньшей степени, чем никель, 30повышается ударная вязкость и снижается износостойкость за счет появления в микроструктуре стабильного аустенита, Однако повышение содержаниякарбидообразующего ванадия от 0,5до 4 Е препятствует образованию стабильного аустенита, за счет этогоколичество аустенита в микроструктуре снижается при нормализации до45 Е, при отжиге аустенит практически 4 Оисчезает, и структура состоит иэферрита и эвтектики типа (ГеСг).При этом растет твердость и снижается ударная вязкость. Поэтому высокохромистый чугун необходимо подвергатьнормализации, при этом повышениеколичества метастабильного аустенита более 45 Е также снижает износостойкость. Повышение количества метастабильного аустенита происходитпри увеличении суммарного количества никеля и меди в чугуне свыше 6 Е,кроме того, это увеличение можетпривести и к появлению стабильногоаустенита, что резко (до 40 НЙСэ)снизит твердость и износостойкостьпри абразивном износе.Повышение ударной вязкости в значительной мере определяется и тем,что при повышении содержания ванадияв чугуне от 0,5 до 47. металлическаяоснова легируется ванадиевой эвтектикой (карбидами ванадия размеромдо 0,45 мкм),Алюминий в высокохромистом чугуне, как и кремний, повышает температуру фазового превращения, тем самымповышая его сопротивление термической усталости при циклических нагревах и охлаждениях. Повышение температуры фазовых превращений препятствует объемным изменениям в микроструктуре чугуна, вследствие чегозатрудняется образование сетки трещин.Кальций является сильным раскислителем и дегазатором по отношениюк азоту, значительно снижает количество азота и кислорода в чугуне,измельчает его структуру, что спо-,собствует повышению его механических свойств.Введение меди в высокохромистыйчугун в количествах 2 - 3,57 в сочетании с никелем и алюминием значительно увеличивает сопротивление термической усталости эа счет повышения количества аустенита в метал-, лической основеТаким образом, введение перечисленных элементов позволяет получить высокохромистый чугун с повышенными ударной вязкостью, износостойкостью при ударно-абразивном износе и сопротивлением термической усталости.Выплавка сплавов велась в основной электродуговой печи емкостью 4 тН.Для ввода в чугун кальция использовался силикокальций СК. Силикокальций задавался в печь непосредственно перед выпуском металла при1550-1560 С.Алюминий АКс содержанием 99,87 алюминия вводили в ковш с учетом 303 угара при выпуске металла иэ печи.Медь вводили в металл по расплавлению шихты в виде лома воздушных фурм. Основными компонентами шихты являлись лом низкоуглеродистой стали и чугуна, феррохром ФХ72 Ж.Расчет содержания углерода в сплаве на заданный предел производился с учетом 107 угара. По расплавлению шихты и получению результатов химСодерванне компонентов, нас,г Чугун Предлегаенай 1,3 0,8 0,7 20 1,5 о,г о,г О,15 0105 Оф 01 Остальное 5 1 вго Ов 80 ггфо 210 030 Оэ 30 Овго гео Ое 10 Ов 05 Э 18 1 э 40 1 еог 242 2.4 Оэ 57 310 03 3,50 0,14 0,07 Варианты 4 2 1 1,39 1 20 26 О 4 О О 60 4 0 о,г 7 г,оо о,г О,1 О 5 2,4 1,7 1,5 28 0,4 1,8 0,3 4 в 5 07 45 0,1 О,1 0,1 0,5 0,8 3,0 0,25 0,03- 0,005 1,8- 0,50,4 Иввестный 15 1,О 1,О 0,015 3,5 1,5 4,0 22 Как следует из табл, 1, дополнительный ввод в состав чугуна меди, повышенное в нем содержание никеля, уменьшение титана обеспечили повышение ударной вязкости с 1,8-2 раза и улучшение сопротивления термической усталости в 1,7-2,5 раза. Таблица 240 Ударная вяэкостьекгс м/см Чугун 45 Формула изобретения 22 0,83 Предлагаемый 1 23 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, алюминий, кальций, железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, сопротивления термической усталости, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.7:Углерод 1,5-2,1 Кремний 1,2-1,4 0,93 Варианты 5018 0,80 6 0,72 55 0,56 7-9 0,1-0,4 Известный з13483 анализа экспресс-лаборатории науглероживание проводили боем электродов.Феррохром задавался в печь иэ расчета угара 153 хрома.По расплавлению шихты при 4005 1420 С берется проба для экспрессанализа на углерод, кремний, марганец.После получения результатов химанализа в расплав вводили ферросилиций ФСс учетом усвоения кремния 907 марганец ФМп 1,0 757 с учетом 107. угара марганца.Никель вводили в печь с основной шихтой. Использовался металлический никель в виде гранул Мс содержанием никеля 98,67, усвоением 1007.Молибден вводили в печь с основной шихтой с учетом усвоения 1007Лом молибдена вводили в виде прутков диаметром 60 мм, Выплавку сплава можно вести с применением ферромолибдена ФМ 0556, феррованадий 82757 СТС вводили в печь при 1500 оЮ1520 С с учетам угара 252. Титана вводили в чугун, используя ферротитан Ти 1 и Ти 2 с учетом 257. угара перед самим выпуском жидкого металла иэ печи.Выпуск чугуна иэ печи производили при 1500-1560 С.Заливку производили в сухие песо чано-глинистые формы при 1520-1540 С. Разливка ковшом емкостью 4,0 т.Испытания на сопротивление термической усталости производились при нагреве образцов размером 50 х 70 х 10 в термйческой печи до 900 С при последующем охлаждении в воде. При,термоциклировании фиксировалось число циклов (И,4) до начала образования видимой сетки трещин.В табл. дан химический состав сплавов;в табл,2 - результаты испытаний чугуна известного и предлагаемого составов.Таблнца 11348382 Составитель Н.КосторнойТехред А.Кравчук Редактор М.Недолуженко Корректор И.Муска Заказ 5166/26 Тираж 604 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретение и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5