Чугун для прокатных валков

СООЗ СОНЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 ЯО 1) 4 С 22 С 37/06 СССР РЫТИ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И(56) Авторское свидетельство СССР 112 1025750, кл, С 22 С 37106, 1983,Авторское свидетельство СССР Кф 603688, кл. С 22 С 37/00, 1978. (54) ЧУГУН ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при производстве прокатных валков,Цель изобретения - уменьшение спада твердости по глубине рабочего слоя, повышение износостойкости и снижение анизотропности предела прочности при изгибе. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,6-3,2; Бь. 0,5-1,1; Мп 0,5-0,7; Сг 0,4-0,8; М 0,6-1,0; Сц 0,5-0,9;7 0,15-0,35; В 0,02-0,06; Т 1 0,05- 0,15; Ре 0,0002-0,0006; И 0,01-0,045; Ре остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна И и уменьшение в нем содержания Те с 0,001-0,02 до 0,0002- 0,0006% обеспечили снижение спада твердости по глубине рабочего слоя валка в 1,7-2,8 раза, повышение износостойкости в 3,7-3.9 раза и снижение на 42,7% анизотропности прочности при изгибе. 2 табл.С1 132Изобретение относится к метдллургии, в частности к разработке чу уцд для прокатньгх ндлкон.Цель изобретения - уменьшение спада твердости по сечению отливки, повышение иэносостайкости и сццжецце 1603 анизотропности предела прочности приизгибе.Изобретение иллюстрг;руетсгг следующим примером конкретного выполнения,Выбранные пределы соггерждция хцмкческих элементов н рдзГдботдццом чугуне обоснованы следующими аргументами,При содержании углерода. менее ,6 Еуменьшается количестно карбидной составляющей в структуре чугуна и падает твердость( износостойкость),ухудшаются литейные свойства Присодержании его более 3,2% эд счетувеличения количества цементцта иогрубления графитцых включений снижается прочность н рабочем слое, увеличивается спад твердости по егоглубине, а также трацскристдлличцо":.ьего структуры.При содержании кремния 0,5 всердцевине и шейках валков возрастает количество цемента, что приводит к снижению прочности а при содержанки более 1,1% в рабочем слое снижается количество карбидной Фазы и унеличквается аномальность перлита, что приводит к снижению его твердости состойкости) и увеличению ее спада,Марганец повышает дисперсцость к уменьшает аиомальность перлита, что проявляется при концентрации его только более 0,5%, Однако прк содер" жанки марганца более О,его влияние ггро 5 Вляется менее значительно, д карбидизирующее действие увелцчинде тся, что сопровождается увеличением цементньгх кристаллов и трднскркстдлдичности структуры н рабочем слое валков, а также счкженкем уддрьой вязкости шеек. знтекткческого цементита, что приво 40 дит к снижению прочности и ударной вязкости,Лзот образует в жидком чугуне нитркдьг бора и титана, которые играютроль ицокуляторон н процессе кристал.лиэдцик. Это обеспечинает размельчецке дустенкто-карбидных и аустенитогрдфктцых звтекткк (при увеличениихолкчестнд последних), а также способсгнует разветленкю дендритов аустегктд, что н конечном итоге снижаеттрзцскрксталлкчцость и аниэотропиюсвойств, понижает модуль упругости.Прц содерждцик азота менее 0,0107 55такое его нлкяцке незначительно, арк содержания более 0,045 н чугунецдхопится мцого азота в свободномсосгоягггги возникает брак по "азотис-. При содержанки хрома менее З.,лне обеспечивается необходимгг". уровень твердости рабочего слоя к прочности шеек. ВсЛЬдстнке скльцого .,дрбидообразующего действия хрома присодержании его более 0,8 нтрук;урерабочего слоя возрастают количествоцементита и размеры его кристаллов,нто,приводит к снижению мадуля упр,"гбсти,Прк содерждццц никеля ге менееО,бпоцышдется степень дксперсцосткпродуктов превращения дустецита, чтоспособствует повьггяецию твердости ицрочцостк чу уцд. Однако никель является очець дефицит:гьгм и дорогостоящим легирупцим элементом, а поэтомуего верхний предел (1,ОЦ определяется содержанием н шкхте, основу которой в ндльцелитейцом производствесоставляют ньгшедшие кз эксплуатацииггрокггтггые валки,Аалогично никелю медь повышаетстепень дксперсцости продуктов пре 15вращения аустецита, а поэтому можетчастично заменить никель н этом отношении. Однако медь гиеет ограниченцую растворимость в чугуне, что ограничивает возможность использования еев качестве заменителя никеля и предопределяет цкжций предел ее концентрдцкк (О,бЖ), В интервале концентраций 0,5-0,9 медь частично выделяетсян структуре чугуна н виде самостоя-,теггьггой мелкодцсперсцой Фазы, чтоулучшдст обрабатываемость чугуна. Присоцержанки меди более 0,9% в значительной степени проявляется графитизирующее влияние меди и твердостьчугуна снижается.При концентрации ванадия более0,15 , размельчаются колонии аустенито-карбиднойэнтектики и повышаетсястепень дисперсцости перлита, Однакооц является скльггьгм карбидообразуюшим элементом, а поэтому при содер"жанки его более 0,35 в шейках валков появляется большое количество2,6-3,20,5-1,10,5-0,70,4-0,80,6-1,00,5-0,90,15-0,350,02-0,060,05-0,150,0002-0,00060,010-0,045Остальное 3 3236той пористости", увеличивается отбелчугуна.Бор в чугуне предлагаемого состава используется преимущественно дляобразования нитридов бора, играющихроль инокуляторов, При содержаниименее 0,02 . бора образующихся нитридав недостаточно для существенногоизменения структуры, а при содержании более 0,06 . часть бора расходуется на образование хрупкой карбоборидной фазы.Титан в чугуне предлагаемого состава используется преимущественнодля образования нитридов, карбидов и 15карбонитридов, играющих роль инокуляторов, а также для раскисления ичастичной десульфурации чугуна. Присодержании титана менее 0,05 он расходуется преимущественно на раскисление, аоэтому мало влияет на структуру, Увеличение содержания титанасверх 0,15 сопровождается появлениемцементита в шейках валков.Теллур в чугуне предлагаемого состава используется для увеличениястепени переохлаждения расплава прикристаллизации и усиления инокулирующего действия нитридов. При содержании теллура менее 0,0002% такое его 30влияние незначительно, а при содержании более 0,0006 . в шейках валковобразуется цементит,Для определения спада твердости,прочности на изгиб, изотропности проч ности, модуля упругости предлагаемогочугуна для прокатных валков были приготовлены пять сплавов с граничнымии оптимальными соотношениями всехингредиентов, а также с выходящими 40эа граничные, граничными и оптимальными соотношениями новых ингредиентов при фиксированных значениях остальных. Для обеспечения сопоставительного анализа с прототипом был 45также выплавлен известный чугун с оптимальным соотношением ингредиентов.Каждый сплав выплавляли в индукционной печи ИЧТна шихте из возврата валков стали и ферросплавов. 50Азот в чугун вводили в составе аэотированных феррохрома и ферромарганца, титан - в виде ферротитана, абор - в виде ферробора. Теллур вводили в ковш с металлом в пакетах из 55жести непосредственно перед заливкойвалковых форм. Чугун перегревали впечи до 1450 + 5 Си заливали в валковые формы при 1320 ф 5 С. 03 4Химический состав полученных чугунов приведен в табл. 1,При механической обработке валковотбирали темплеты, иэ которых вырезали образцы для проведения испытанийсвойств и металлографических исследований.Результаты исследования приведеныв табл.2.Спад твердости определяли по формуле С. = .11 . 100,ПС т - спад твердости,.;Н- твердость на расстоянии 1 О ммот поверхности бочки;Н - твердость на расстоянии 75 мм9,от поверхности бочки.Аниэотропню механических свойствопределяли на образцах, вырезанных изтемплетов от валков в радиальном итангенциальном направлении относительно литой поверхности, бочки валка. Как видно иэ табл.2, дополнитель" ный ввод в состав чугуна азота и уменьшение в его составе содержания Те обеспечили по сравнению с известным чугуном снижение спада твердости по глубине рабочего слоя валка в 1,7-2,8 раза, повышение износостойкости в 3,7-3,9 раза, а также снижение на 42,7 аниэотропности прочности при изгибе. Формула и з обретения Чугун для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, бор, титан, теллур и железо, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения спада твердости по сечению отливки, повышения износостойкости и сни-, жения анизотропности предела прочности при изгибе, он дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%;- УглеродКремнийМарганецХромНикельМедьВанадийБорТитанТеллурАзотЖелезо1323 ЬОЗ таблнпа г Прочность на нагиб, Аннзотроп" б, ИПа на обраэцах ность прочности,й ралиаль- тангенциных альньи Относи- тельная ердость, НВ, глубине отли веохностн мм ад ер угун 7 11 реала 81 3, 4 1 авестный 2,2 30 90 207 Составитель Н.КО ТехРед А.Кравчук Н рректор М.Де Тираж 604 Государственного коми делам изобретений и о осква, Ж, Раушская писное В 303 роизводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная Редактор М.НедолуженкЗаказ 2934/31 372,4 431,2 та СССРрытийб , д. 45 36, 31