Чугун для прокатных валков

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУБЛИК А 1 51)4 С 22 С 37/08 ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕ"тъ: ль 3,6-3,8 1, 0-1,4 0,4-0,6 3,2-3,6 1,6-2,0 0,2-0,4 Оу 3-Ор 5 ,03-0,5 005-0,015 Углеро Кремнии Марганец НикельМедьХромМолибденМагнийБарийЖелезоПределы сугуне предлываются следУглерод в Остальмпоненто модулядносдержания к гаемого со ва обосно-3,8 Х обесдимых степе ределах 3 ение необ чивает пол ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ(71) Днепропетровский металлургический институт(56) Авторское свидетельство СССР В 926058, кл . С 22 С 37/ 10, 1982.Авторское свидетельство СССР 11 р 908904, кл. С 22 С 37/08, 1982.Авторское свидетельство СССР У 986954, кл. С 22 С 37/08, 1983. (54) ЧУГУН ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к легированным чугунам с шаровидным графитом, испо зуемым для отливки прокатных валков черновых (обжимных) клетей непрерыв 1Изобретение относится к металлургии а именно к легированным чугунам1с шаровидным графитом, используемым для отливки прокатных валков черновых (обжимных) клетей непрерывно-загото" ,вочных и крупносортных станов, эксплуатируемых в условиях больших давлений, а также высоких термоциклических и динамических нагрузок.Цель изобретения - снижение упругости, повьпцение теплопрово ти, термостойкости и прочности.Предлагаемый чугун для прокатных валков имеет следующий химический состав, мас.%: БО 1475962 но-заготово.ных и крупносортных станов, эксплуатируемых в условиях больших давлений, а также высоких термоциклических и динамических нагрузок. Цель изобретения - снижение модуля упругости, повышение теплопроводности, термостойкости и прочности. Предлагаемый чугун для прокатных валков имеет следующий химический состав, мас.7: углерод 3,6-3,8; кремний 1,0-1,4; марганец 0,4-0,6 ро никель 3,2-3,6; медь 1,6-2,0; хром 0,2- 0,4; молибден 0,3-0,5; магний 0,03- 0,5; барий 0,005-0,015; железо остальное. Предлагаемый чугун имеет следующие свойства: предел прочнос- й ти при изгибе 936-985 МПа, модуль упругости Е 101 17,1-17,7 пгс/ии, (/) теплопроводность 24,9-26, 1 Вт/м .град, количество термоциклов до разрушения С 4940-5160. 1 табл.ни графитизации и эвтектичности,низкого модуля упругости и высокойтеплопроводности. Лги содержанииего менее 3,6 Х в половинчатом чугуне5рабочего слоя валков снижается износостойкость в связи с уменьшениемколичества цементита, повышается модуль упругости и снижаетс: теплопроводность в связи со снижением количества графита, ухудшаются литейныесвойства и возрастает брак литья.аУвеличение содержания углерода более3,8 Х приводит к транскристаллизациимакроструктуры рабочего слоя и падению прочности верхней шейки в связис флотацией графита,Кремний в пределах его содержания1,0-1,47. обеспечивает получение необходимых значений параметра графитизации .К г и степени эвтектичности чугунаПри содержаниикремния менее .Х появляется цементити усадочная рыхлота в шейках валков,ухудшаются литейные свойства. При 25увеличении его концентрации более1,4 Х снижается твердость и увеличивается ее спад по глубине рабочего(совместно с никелем и медью) способ"ствует снижению дифференцированностипродуктов эвтектоидного превращенияаустенита и повышению прочности. Приего содержании О 4 Х уменьшается прочЬ ф35ность в медленноохлаждающихся призатвердевании частях отливки и увеличивается себестоимость чугуна в связис необходимостью использования в шихте дорогостоящих низкомарганцовистых 40чугунов. Увеличение содержания егоболее 0,6 Х сопровождается повышениемтрансхристалличности макроструктуры,снижением параметра графитизации К.,увеличением модуля упругости и умень-шением теплопроводности.Хром в пределах 0,2-0,47. способствует (совместно с марганцем) стабилизации бейнитной матрицы против отпуска и выращиванию твердости поглубине рабочего слоя валков, Нижнийпредел его содержания (0,27) обосновывается количеством хрома, вносимогошихтовыми материалами и малым еговлиянием при более низких концентрациях. Основу шихтовых материалов на55вальцелитейных заводах составляютвышедшие из эксплуатации прокатныевалки. При увеличении концентрации хрома более 0,47. возрастает количество цементита, что сопровождается повышением модуля упругости и теплопроводности чугуна.Никель в пределах 3,2-36 Х обеспечивает (совместно с медью и молибденом) получение высоких значенийтвердости и прочности за счет увеличения в структуре количества бейнита, а также повышает концентрационный предел растворимости меди в твердом чугуне. При содержании его менее 3,27. повышается количество троостита, увеличивается демодифицирующее влияние меди, что приводит к снижению твердости и прочности. Увеличение его концентрации более 3,6 Х сопровождается снижением прочности в связис появлением мартенсита,. а также приводит к увеличению стоимости чугунаМедь в пределах 1,6-2,0 уменьшаетаномальность структуры валов, способствует образованию бейнита, частично заменяя в чугуне разработанного состава более дорогой никель, При содержании ее менее 1,6 Х возрастает аноФмальность структуры и появляется необходимость увеличения никеля для получения необходимых значений твердости и прочности, Увеличение ееболее 2,0 сопровождается снижениемтеплопроводности, а также ухудшениемфактора формы графитных сфероидов,.что приводит к падению прочности.Молибден в пределах 0,3-.0,57 способствует образованию бейнита и стабилизации его при повышении температуры. Он увеличивает твердость и прочность при высоких температурах и обеспечивает рост термостойкости. При концентрации менее О,ЗХ, влияние молибдена на структуру и свойства чугуна проявляется слабо. Ввиду очень высоких стоимости и дефицитности молибдена верхний предел его содержания ограничивается 0,5 Х.Магний в пределах 0,03-0,05 обеспечивает сфероидизацию графитных включений. При содержании менее О,ОЗХ падает прочность, так как не обеспечивается получение шаровидного графита и сопровождается появлением в рабочем слое валков дефектов в виде "черных пятен" и плен при содержаниимагния более 0,05 Х.Барий в пределах 0,005-0,015 Х вы-полняет роль графитизирующего модификатора, обеспечивающего за счет3,6-3,81,0-1, 40,4-0,63,23,61,6-2,00,2-0,40,3-0,50,03-0,050,005-0,015Остальное б 147596 инокулирования, раскисления и десульфурации чугуна образование в нем графитных включений более совершенной сферической формы повышение тепло 15 проводности и снижение модуля упругости за счет увеличения количества графита и уменьшения количества цементита. Он выравнивает твердость и прочность по глубине рабочего слоя и устраняет в нем транскристалличность. Укаэанные изменения структуры валков под влиянием бария сопровождаются повышением термостойкости. При содержании бария менее 0;005% влияние 15 его на структуру и свойства чугуна незначительно. Увеличение содержания бария в чугуне более 0,015% приводит к увеличению степени аномальности структуры и снижение уровня твердости 20 рабочего слоя валков.Химический состав и свойства предлагаемого чугуна и известного представлены в таблице.П р и м е р. При плавке металла 25 в индукционной печи в качестве шихтовых материалов использовали стальной лом, чугун валковый ЧВ, РеМа (45%), РеСг (72%), катодный никель, электролизную медь, РеМо (60%), Ре 83. (75%), 30 Н 1-М лигатуру (Мд 17%), Ре 81 Ва (Ва 27%), Прочность чугунов определяли по стандартной методике, теплопроводность - стандартным методомрадиального потока тепла, модуль упругости рассчитывали из скоростей распространения ультразвука, которые определяли методом непрерывных колебаний. Испытания на термостойкость производили на установке для термо циклирования нагревом защемленных образцов электротоком до 600 С с 2 6последующим охлаждением водой, что соответствует температурным условиям эксплуатации валков для горячей про-. катки металла. Мерой термостойкости являлось количество термоциклон до разрушения образца,Как видно из таблицы, цель изобретения достигается только при изменении в составе известного чугуна содержания ингредиентов и дополнительного ввода бария. Прн этом среднее содержание (мас.%) должно быть изменено следующим путем: увеличение концентрации углерода на 0,15%, никеля на 1,0%, марганца на 0,30% и хрома на О, 10%, а также уменьшение концентрации кремния на 0,65% и меди на О, 20%. формула и з обретения Чугун для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, медь, хром, молибден, магний и железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения модуля упругости, повышения теплопроводности, термостойкости и прочности, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:УглеродКремнийМарганецНикельМедьХромМолибденМагнийБарийЖелезоф е 3 с 4 й1 Ю к ф 1475962вой о ф ещ ьоо ооо 6 ф) сФ МЪ ооо4ойдо ФВоооо о 4 в Ф оооВ Вф и сф