Износостойкий чугун

1 т н;1:ст; ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(61) Дополнительное к авт. свил-ву 2) Заявлен 876 (21) 239 39 3 2/2 2-0 2 1) М. Кл, С 22 С 37/ аявки СОЕ)1 ИИЕНИ риоритет аарааратаеаамХ аааатат6 ааата Маааатраа СССРаа ааааа ааааратаааХа атарнтаа3) Опубликовано 25,1277, Бюллетень4 ата опубликования описания 21.12,7 ч, В. А. Локтионмеров В. И. Тихоннко и С. Н.(72) Авторы изобретения В. Кли А. Шра блем литья АН Украинской СС Институ(71) Заявитель 54) ИЭНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН состой-рноего извного у редлороддий,одержитнии ем, что и ащий угле ром, вана ительно с соотноше 0 1,5-1,90,8-1,40,85-1,29,0-11,00,5-1,00,3-0,90,01-0,1Остальное Углерод Кремний Маргане Хром Ванадий 6 Телл езо Изобретение относится к области металлургии и литейного производства и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа.Известен износостойкий чугун И следующего состава в вес, :Углерод 2,9-3,3 Кремний 0,8-1 4 Марганец О, 4-0,8Хром 12,0-15,0Ванадий 1,1-1,3 Молибден 1, 4-1,6 Медь О, 3-0,5Железо ОстальноеИзвестный чугун имеет низкие проч ностные и пластические свойства, что обусловлено высоким содержанием хрома и наличием в структуре большого количества хрупкой карбидной фазы. Несмотря на высокую износостойкость такой чугун не может применяться для изготовления деталей, работающих в условиях активного абразивного износ при воздействии ударных нагрузок, Кроме того, наличие дефицитного молибдена в составе значительно удорожает чугун.Целью изобретения является повышение прочности и ударной вязкости чугуна при сохранени кости в условиях ак абразивного износа.Это достигается т женный чугун, содерж кремний, марганец, х медь, железо, допол теллур при следующем компонентов, вес.Марганец в пределах 0,85-1,2 повышает с 10 до 25 содержание нестабильной аустенитной составляющей в структуре сплава после термообработки. Содержание марганца в чугуне выше 1,2 способствует появлению в структуре стабилЬного аустенита, что ,нижает износостойкость. При содержании марганца меньше 0,35 в структуре чугуна наблюдается уменьшение доли аустенитной составляющей и увеличивается доля мартенситной составляющей,что снижает износостойкость и увеличивает хрупкость.Введение меди в чугун способствует повышению прочности аустенитной составляющей При содержании меди в чугуне в пределах от 0,6 до 0,9 микротвердость аустенитной составляющей2 повышается с 400 до 500 кг/мм . Содержание меди более 0,9 приводит ,к снижению мартенситной точки и по- р явлению в структуре сплава стабильного аустенита, что приводит к снижению износостойкости, Содержание меди в чугуне меньше 0,3 существенно не влияет на прочностные свойства, 15Соотношение содержания хрома и углерода в сплаве для получения в структуре чугуна комплексного карбида типа Ме Сз должно быть С: С = 6,. Превышение этого соотношения приво.цит к образованию карбида типа Л 1 Е, С При уменьшении данного соотношения в структуре увеличивается количество карбида Ме, С, Переход Ме Сзв МезСь приводит к уменьшению значений удельной энергии разрушения Ч карбидной Фазы с 92,3 до 1535 кгмм/мм и снижению микротвердости с 1370 до21100 кг/мм", превращение карбида из Ме. С.в )йе.,С приводит к снижению микротвердости с 1370 до 800 кг/мм .Оба этих процесса приводят к снижению износостойкости.В известном сплаве соотношение СпС:3 5 - 4 обусловливает образованиеУ -35 карбидов типа Ме С, Повышение износо 3стойкости предлагаемого сплава достигается изменением строения карбидной Фазы из А 1 г, С в ЯВ 1,С з путем изменения соотношения хрома к углероду С: С = б.увеличение в структуре нестабильфМ ного аустенита позволяет е:."вить содержание кврб.иной Фазы, не снижая иэносостойкос",.: и одновременно повысить пгочнсс ь и ударную вязкость.45Содержание углерода в предлагае- мом состаде чугуна должно находиться в пред;. 1,5-1,9 и соответственно содержание хрома 9-11. Содержание хрома меньше 9 и углерода менее 1,5 приводит к резкому уменьшению количества карбидной Фазы и снижению износостойкости. Верхние пределы хрома и углерода обусловлены тем, что повышенное содержание карбидной Фазы в чугуне незначительно повыаает износостойкость, но резко снижает прочность и ударную вязкость.Ванадий применяется как элемент, легирующий карбидную Фазу. При указанных концентрациях углерода и хрома содержание ванадия выше 1 приводит к образованию в структуре сплава самостоятельных карбидов ванадияУС . При содержании ванадия в чугуне меньше 0,5 его влияние незначительно. Микротвердость карбидной Фазы при введении в чугун ванадия в пределах 0,5-1 повышается с 1370 до 1 б 00 кг/ьщФ 2Содержание кремния, и чугуне более 1,4 способствует образованию Ферритной составляющей в структуре, что снижает износостойкость, а при содержании меньше 0,8 чугун имеет низкую жидкотекучесть (500 мм на спиральной пробе .Теллур изменяет морФологию карбидной Фазы. Введение его в чугун в пределах 0,01-0,1 способствует относительной сФероидизации эвтекткческих и вторичных карбидов. что значительно познает износостойкость, прочность и ударную вязкость.Содержание теллура в чугуне, мень" ше 0,01 почти не влияет на сФероидизацию карбидов. Содержание теллура более 0,1 снижает прочностные характеристики чугуна, так как образуются карбиды теллура. Сплав используется в термообработанном состоянии. Термообработка проводится по следую" щему режиму: отжиг при температуре 300-620 С в течение 5 час, закалкао на воздухе от температуры 1000 С и отжиг при 500 С продолжительностьюоб час. Структура сплава после териообработки предсталяет аустенитно-мартен- ситную основу с включениями первичных и вторичных карбидов типа МЕ ССравнительные характеристики предлагаемого и известного чугуна приведены в таблице.:2 6д 6 Ехдоо х63 Хх -.х г сй хбхц 36 Оаось оМ ",сь ьхЬ сх даф оцо 585229 оооо с 3 Ю л ГО сг с с с 3 сс сс Г СОс чрсч л л сс г Гч ого лспо 1 сЧ г л с ооооО л ГЧ СГг сЗ сО Гсоооо Г- сс Г- сЛо сО " ГОс с соооо Ю с 3 сс сО сО ю г" 0 с со с о ол585229 формула изобретения Составитель Т. ПлатицинаРедактор Н. данилович Техред Н.Андрейчук Корректор М. демчик Заказ 49 б 7/19 Тираж 7 бб . Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5филиал ППП 1 Патентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый износостойкий чугун обеспечивает повышение ударной вязкости в 2-3 раза, прочности на 20- 50 и снижение интенсивностями изнашивания на 70-140 мг/км см по сравнению с известным сплавом.5 Иэносостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, железо, о т л и ч а вщ и й с я тем, что, с целью повьааения прочности, и ударной вязкости в условиях. активного ударно-абразивного 5 износа, он дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, вес . Ъ:Углерод 1,5-1,9Кремний О, 8-1,4Марганец 0,85-1,2хром 9,0-11,0ванадия 0,5 т 1,0Медь 0 3-0,9Теллур 0,01-0,1Железо Остальное.Источники информации, принятые во внимание при экспертиэеф1. Авторское свидетельство СССР 9 511377, М. Кл , С 22 С 37/00, 1974.