Чугун

Союз Советскив Социалистических Республик11785376 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 01.02. 79 (21) 2719319/22-02 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетОпубликоваио 071230, бюллетень Ио 45 Дата опубликования описания 10. 12. 80 Фф(51)М, КлЗ С 22 С 37/10 Государственный комитет СССР ло делам изобретений и открытий(72 Авторы изобретения Уральский научно-исследовательский институт черных(54) ЧУГУН Изобретение Относится к области металлургии, в частности к низколегированному чугуну, предназначенному для изготовления деталей, работающих в абразивной среде в условиях удар ного нагружения.В настоящее время за рубежом с целью повышения конструкционной прочности и иэносостойкости чугуна для отливок используются дефицитные легирую щие элементы, такие как Ио, Р, 81,Со, ч, имеющие высокую стоимость 1 .В условиях СССР часто используются низколегированные чугуны с добавками Сг, Т 1, Ч, В, Со и т.д., обла дающие определенной износостойкостью и прочностью 12 Такие .чугуны недороги, технологичны, однако, в связи с ростом производственных мощностей и интенсиФикации производства для ряда 20 деталей, например мелющих тел, указанные чугуны не могут быть применены из-за недостаточного запаса прочности и износостойкости вследствие низкой удароустойчивости. 25Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, вес,Ъ: ЗО Углерод 2,6-3,6 Кремний 1,3-2,8 Марганец 0,3-1,0 Хром 0,2-1,0 Титан 0,05-0,4 Ванадий 0,1-0,25 Алюминий 0 1-0 3 Железо Остальное 31 Указанный чугун по своим технологическим и физико-механическим свойствам в основном удовлетворяет требованиям, предъявляемым к чугунам, однако, является недостаточно иэносостойким и пластичным материалом.Данный чугун обладает следующими недостатками: низкими значениями износостойкости,"Прочности, удароустойчивости и коррозионной стойкости.Целью изобретения является повышение износостойкости, прочности,удароустойчивости и корроэионной стойкоУкаэанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и железо, дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов,вес,%:Углерод 2,6-3,6 Кремний 0,6-2,5,.Железо Ловыаения срока службыпредлагае"ь 1 ого чугуна, применяемого, например,для мелющих тел цементной и горнорудной промышленности, удалось достиг-нуть- путем дополнительного леФирования медью и азотом.Повьавение свойств (износостойкости и удароустойчивости) чугуна до " стигается путем комплексного легирования Т 1, Ч, 41, Сц и й. В такомслучае карбидообразующие элемеитйспособствуЮт увеличению содержанияперлита в металлической матрице,атакие элементы, как Т 1 и Ч в указанных колйчествах, способствуют также:измельчению графита, и повышению равномерности распределения его включений.учитывая, что свойства чугуна за " висят как от графита, так и от матрицьг, укаэанное влияние позволяетполучить оптимум свойств за счет введения дополнительно в состав чугунамеди и азота. По данным таблицы видно, что предлагаемый чугун обладает существенными отличиями"от -известного чугуна, вы ражакаимися в повьааенных служебныххарактеристиках. При этом, введение новых элементов (Сц, и)производится за счет дешевых попутных продуктов и не требует значительного увеличения б 5 затрат на легирование,Наиболее эффективным для низколегированных чугунов является одновременное легирование элементами, противоположно влияющими на графитизациюЭто относится к графитизирующим добавкам, повышающим термодинамическуюактивность углерода путем вытеснениякарбидообразующих элементов из твердого раствора. Она оказывает положительное влияние на графитизацию в .областн эвтектического превращения,одйако," замедляет образование графи -та при эвтектиодном превращении, спо- .собствуя получению устойчивых перлитных структур. Медь оказывает также положительное влияние на дисперсность матрицычугуиа,"измельчая размеры дендритоваустенйта и повышая дисперсность перлита, При содержании меди до 1 по"ФЖается"коррозионная стойкость чугуна, что важно при работе таких изде-" лиИ "мак мелющие тела для горноруд,ной и цементной промышленности приразмоле влажных материалов.Азот"в предлагаемых нами количе ствах также сйособСтвует йойййейиюслужебных свойотв чугуна путем улучшения формы графита, литейных свойствотливок (при содержании на нижнемуровне 0,005 и выше),повыаения дисперсности всех структурных составля"ющих,увелйчения количества перлита(при содержании на средних и верхнем уровне : 0,02-0,04), особенно всочетаниис карбидообразующими элементами Ч И Т 1. Азот препятствуетграфитизации как при кристаллизации,так и в эвтектоидном интервале.Таким образом, азот и медь при соответствующих условиях кристаллизациии в сочетании с Ч, Т 1, Сг и 41 положительно влияют на свойства чугу-.на: наличие Ч и Т 1 в сочетании сазотом препятствует образованию газовых раковин, грубых графитных выделений -"спели", которые резко снижают прочностные характеристики чугуна.Азот и медь способствуют дальнейшей перлйтиэации структуры, повышаютдисперсность структурных составляющих, тем самым повышая прочность,износостойкость чугуна и сопротивляемость ударным нагрузкам и улучшая слуф жебные свойства чугуна На 50-80.Азот и медь способствуют расшире нию применимости чугуна предлагаемого состава, в. завг .имости от условийплавки и охлаждения может быть полу чен чугун разных классов (белый,се-рый, половинчатый) с хорошим комплексом свойств, что связано с образованием сложных нитридов (карбонитридов)титана, ванадия, алюминия и их ролив процессах карбидо- и графитообразования.Медь в указанных количествах способствует повышению коррозионнойстойкости сплава.З Медь и азот способствуют дальнейшему упрочненню металлической матрицы за счет дисперсионного твердения. В чугунолитейном цехе Бакицского 4 О опытно-механического литейного заво. да им. Воровского на вагранках производительностью 3 т/час были проведены дополнительные плавки износостойкого предлагаемого чугуна. Химическийсостав и свойства чугуна приведены втаблице.Удароустойчивость чугуна испытанана установке дробильнометательногодействия, в таблице указано количест- О во неразбитых при испытании мелющихтел. Относительная износостойкостьполучена при испытании на абразивныйизнос на машине ХБ, коррозионнаястойкость испытана в среде проточной 55 морской воды.8 785376 Формула изобретения 0,02-0,30 0,02-1,00,005-0,04Остальное . ВанадийАлюминнйМедьАзотЖелезо 2,6-3,80,6-2,50,33-1,50,09-1,00,02"0,40 Составитель Г. ДудинРедактор В. Смирягина Техред М,рейвес Корректор М. Демчик Заказ 9203 71 Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открйтий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП"Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная,4 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и железо, о т л и ч а ющ .и й.с я тем, что, с целью пощуаения иэнесостойкости, прочности, удароустойчивости,норрозионной стойкости, он дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.%:УглеродКремнийМарганецХромГитан 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ВеликобританииР 1336919, кл. С 22 С 37/00, 1972.0 2. Авторское свидетельство СССР9 496320, кл. С 22 С 37/00, 1974. 3. Авторское свидетельство СССР9 496321, кл. С 22 С 37/00, 1974.