Износостойкий чугун

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22)Заявлено 29.12.80 (21) 3227886/22-02 51)М.КЛ.з С 22 С 37/10. с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(23) Приоритет Опубликовано 230882, Бюллетень Йо 31 53 УДК 669. 13.-018.2(088.8) Дата опубликования описания 230882(71) Заявитель Воронежский лесотехнический институт :с(54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким сплавам на основе железа, предназначеннык для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного истирания при одновременном действии агрессивной среды,. например для производства древесноволокнистых плит и в бумагоделательном оборудовании.Известны иэносостойкие чугуна, содержащие углерод, кремний, марганец, хром и служащие .для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного истирания.Недостаток этих чугунов - недостаточная прочность при абразивном износе при работе в агрессивных средах.Известен коррозионностойкий чугун 11 следующего химического состава, вес.Ъ:Углерод 3,0-4,0Кремний 2,5-4,0Марганец 0,3-0,6Хром 2,5-4,5Магний 0,015-0,05Железо ОстальноеОднако этот чугун имеет недостаточно высокую износостойкость при аб разивном истирании в условиях корроэионной среды.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является чугун следующего химического состава, вес,Ъ:Углерод 2,7 - 3,1Кремний . 0,6 - 1,1Марганец 0,9 - 1,3Хром 20 25Ниобий 0,5 - 2,5Железо ОстальноеВ качестве. примесей чугун содержитфосфор, серу не более 0,08 вес.Вкаждого 2,Недостатком известного чугуна явля.ется низкая износостойкость при абразивном истирании в условиях коррозионной среды,Цель изобретения является повиаение износостойкости при абразивномистирании в условиях корроэиоинойсреды.25 Указанная цель достигается тем.,что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо дополкительно содержит иттрий, магний иалюминий при следующем соотноыении 30 компонентов, вес.в:Углерод 3,5 - 4,5КремниЯ 2,5 - 4,2Марганец 0,4 - 0,9Хром 9 уО - 11,0Иттрий 0,05 - 0,5Магний 0,005 - 0,015Алюминий 0,2 - 0,4Железо ОстальноеБыли проведены плавки известногои предлагаемого чугуна с различнымсодержанием ингредиентов, Каждыйсплав выплавлялся отдельно в открытых индукционных печах с кислой Футеровкой. Разливка чугуна проводиласьв керамические Формы. Заготовки имели форму стержня диаметром 30 мм 15и; длиной 300 мм, Твердость известного чугуна и предлагаемого послелитья составила 61 - 65 НЕС и 4254 НКС (соответственно),Для облегчения механической обра",ботки заготовок после литья чугунподвергался термической обработкепо следующему режиму; нагрев до 950+10 С со скоростью 80 - 100 С/ч; выдержка 1 ч на каждые 25 мм высоты 25сечения, охлаждение с печью. Послетермообработки известный и предлагаемый чугун имел твердость 38 - 38 НВСкаждый,Из отожженного чугуна изготавливали образцы для испытаний на износ,Они имели форму стержней сечением4"4 мм и длиной 18 - 20 мм. Затемобразцы подвергали термообработке,по режиму: нагрев до 950310 ОС соскоростью 80 - 100 ОС/ч, выдержкаЗ 55 мин, охлаждение на воздухе, Твердость предлагаемого и известного чугуна после закалки составляет 6164 НКС.Испытание на износ проводили на 40машине трения Х 4- при удельной нагрузке 12,5 кг/см . Показатель относительной иэносостойкости определяли как отношение линейного износа эталонного образца иэ стали 3 к линейному износу испытуемого образца из предложенного чугуна.Для определения влияния коррозионной среды на относительную износостойкость в качестве агрессивной среды была взята уксусная кислота с рН - 4,0, которая подавалась капельницей перед испытуемым образцом по мере его радиального продвижения.В таблице приведены составы чугунов, их относительная износостойкость и твердость. Из таблицы видно, что износостойкость предлагаемого чугуна в условиях абразивного изнашивания при одновременном действии коррозионной среды превышает износостойкость известного чугуна в 1,45 раза,Данный положительный эффект достигается введением иитрия, оказывающего на расплав одновременно рафинирующее и карбидообраэующее действие, Рафинирование чугуна по сере и газам приводит к усилению межкристаллитных связей в чугуне вследствие чистоты границ зерен. Сложнолегированные карбиды иттрия и хрома более прочно удерживаются в металлической матрице, повышая прочностные и иэносостойкие свойства чугуна.Введение алюминия усиливает рафинирующее действие, одновременно повышая устойчивость чугуна против агрессивных сред, что объясняется повышением плотности отливок, полу,чения однородной структуры и образованием на поверхности деталей защитных пленок сложного состава, состоящих иэ окислов алюминия и хрома, весьма устойчивых к действию кислой среды,СО 33 Ъ сч о о о ЧР 3 Л СЧ СЧ с ь о сГ м с с о. о м сч с с о о СЧ сЧ с с о о 1д д 03,"3;0 Хэ во н 33ЮХС 30вохх333 0 ахх 0 О 0сохон 0 х д 33 д 0 ц од вон нхо хвО охх 0 Ф хаас Охс 3 1 1 1 4952986 Формула изобретения Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР В 538052, кл. С 22 С 37/10, 1976. 2. Авторсхое свидетельство СССР М 720044, кл. С 22 С 37/06, 1980.еЫтитие ттав ат те вата вти а Е ввававаеттии тт вие иввтиЗаказ 6219/44 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 аеа ее и тате а те иеиава иав тете еаавти ив атаив в т Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4Иэиосостойкий чугун с держ щ й углерод, кремний, марганец, хром и же лево, .о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения износостойкости при абразивном истирании в условиях коррозионной среды, он дополнительно содержит иттрий, магний, алюминий при следующем сотношении компонентов, вес.Ъ:УглеродКремний МарганецХромИттрийМагнийАлюминийЖелезо 0,4 - 0 9 9,0 т 11,0 0,05 - 0,5 0,005 - 0,015 0,2 - 0,4 Остальное