Лигатура

1 0544Изобретение относится к областиметаллургии, в частности к разработке составов лигатур для получения.износостойких чугуновИзвестна лигатура 3.1 Зследующего 5химического состава, вес.Х:Углерод0,1-0,3Кремний 10-15,0Хром 20-35,0Ванадий 3,0-8,010Никель20-35,0Молибден 5-35,0Медь 0,3-8,0Бор 2-8,0Железо Остальное 15К основным недостаткам известнойлигатуры следует отнести высокуютемпературу плавления и малую степень усвоения.Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук предложенной является лигатура 3,2 3,содержащая компоненты при следующемсоотношении, вес.Х:Хром. 15,0-25,0 25Ванадий , 20,0-45,0Никель 15,0-35,0Медь 0,1-30,0Кремний. 10,0-20,0Углерод 0,1-2,5Железо ОстальноеуК недостаткам известной лигатурыследует отнести высокую температуруплавления; малую степень усвоениялигатуры; невысокие механическиеФ35свойства и износостойкость чугуна1получаемых в результате применениялигатуры,38 Использование лигатуры предусмотрено при получении износостойких сплавов на основе аустенитных железо марганцевых. сплавов (6,0-33,0% Мп).Введение в лигатуру хрома обеспечивает образование в структуре сплава карбидной фазы, Образование карби-, дов наблюдается при содержании хрома больше 18,0 Х. При увеличении количества хрома больше 35% образуется большое количество карбидов и сплав становится хрупким, снижаются его прочностные,и антифрикционные свой-ва.Введение в лигатуру ванадия обеспечивает получение инвестированной ,микроструктуры сплава и повышение микротвердости карбидной фазы; Благоприятное влияние ванадия проявляется при его содержании в лигатуре свыше 15,0%. При увеличении содержания ванадия больше ЗОХ дальнейшее его положительное влияние на микроструктуру и свойств сплава значительно уменьшается.Никель способствует повышению прочностных свойств аустенитной основы . сплава, Ощутимое влияние никеля на свойства сплава проявляется при его содержании в лигатуре свыше 0,5%. При увеличении содержания никеля больше 8.0% его дальнейшее влияние на свойства сплава значительно ослабева 20 30 ет,Цель изобретения - повышение коэффициента усвоения лигатуры и улучшение Физика-механических свойств чугуна.Указанная цель достигается тем,Ъчто лигатура, содержащая хром, вана дий, никель, медь, углерод и железо, дополнительно содержит молибден, мар" ганец и алюминий при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:Хром 18,0-35,0Ванадий 15,0-30,0Никель 0,5-8,0Медь 0,3-6,0Молибден 0,1-5 0 Марганец 12,0-25,0 55Алюминий 0,2-8,0Углерод 0,4-4,2Железо Остальное Введение в лигатуру меди способствует снижению ее температуры плавления, улучшает усвоение и увеличивает жидкотекучесть сплава. Такое влияние меди начинает проявляться при содержании 0,1-0,3%. При увеличении содержания меди больше 6,0 Х она начинает ликвиррвать по грани-: цам зерен и зто снижает прочностные свойства сплава.Молибден вводится в лигатуру для повышения микротвердости карбидной фазы, уменьшения ее размеров и улучшения формы. Введение в сплав молибдена обеспечивает повышение прочностных и антифрикционных его свойств. Благоприятное влияние молибдена проявляется при содержании в лигатуре свыше 0,1%, При увеличении содержания молибдена больше 5,0% дальнейшее повышение свойств сплава происходит медленно.Железо входит в лигатуру благодаря особенностям состава шихты и технологии выплавки лигатуры.Иинимальное содержание железа получается при использовании чистых компонентов, а содержание железа порядка 10,0%- при использовании в качестве шихтовых материалов различ ных ферросплавов.Алюминий вводится в лигатуру для повышения графитизации обрабатываемого сплава и улучшения формы графитовых включений, Положитель- О ное действие алюминия проявляется при его содержании в лигатуре свыше 0,2%. При увеличении содержания алюминия больше 8,0% в микроструктуре появляютсяокисные пленки,ко торые снижают прочностные свойства обрабатываемого сплава. Кроме того, алюминий способствует снижению температуры плавления лигатуры и улучшает ее усвоение сплавом. 20Углерод обеспечивает получение в сплаве карбидов, уменьшает за счет образования структурносвободного графита величину линейной усадки сплава и величину временных и остаточных 25 напряжений, Кроме тогографит снижает температуру плавления лигатуры и увеличивает степень его усвоения. Благоприятное влияние углерода про- ,вляется при его содержании в лига- З 0 туре более 0,4%; При содержании угперода свыше 4,2% выпадает .большое количество структуросвободного графита, что приводит к снижению прочно стных и антифрикционных свойств сплава,Использование в качестве основылигатуры марганца обусловлено тем,что лигатура используется для получения износостойких сплавов с содержанием 6,0-13,0% марганца.Выплавку различных составов исследуемых лигатур проводят в индукционной печи ИГП. В качествеисходных шихтовых. материалов используют чистые компоненты и ферросплавы,содержащие входящие в состав лигатурыэлементы. После расплавления и выдержки полученные лигатуры разливают по металлическим изложницам, Остывшую лигатуру измельчают до крупности фракции меньше 20 мми используют для получения износостойкихсплавов,Химический состав и свойства исследуемых лигатур приведены в табл.1.Из данных табл. 1 видно, что лигатураи 2 соответствует сплаву-прототипу, сплав 3 содержит меньше молибдена и марганца, а сплав О - больше алюминия, сплавы 4-9 являются вариактами предложенного состава лигатуры. Температура плавления предложенной лигатуры ниже, чем у сплава-прототипа на 60-75 С. Это обеспечиваетфповышение. усвоения лигатуры с 74,678,3 до 86,4-88,4%.7 1054438 8Дпя получения износостойких спла,07-3,19; магний 0,04-0,06; РЗМ 0,03- вов используют 18-203 исследуемых лига" 0,05 и железо остальное. тур и подшихтовывают до оптимального Для получения щаровидной форьы химического состава сплава необходимы- графитовых включений перед разливми компонентами и ферросплавами.Хи-кой полученные сплавы обрабатывают мический состав получаемых сплавов железокремниевомагниевым с РЗМ комп- следующий, мас.: марганец 10,32-лексным модификатором, 10,70; хром 6,62-6,88; ванадий 5,81- В табл. 2 приведены физико-меха,96; никель 1,42-1,53; молибден 0,67- нические свойства сплавов, полу,847 кремний 0,68-0,73; алюминий 10 ченных с использованием исследуемых 0,79-1,34; медь 0,98-1,16 углерод лигатур.11 1054438 12Иэ данных табл, 2 видно, что по 2,64-2,67 до 4,39-4,58 кгсм/см,относравнению с использованием лигатуры- сительную износосТойкость с 1,0- 1,03- прототипа применение лигатуры пред- до 4,39-4;58 и получить уменьшение лагаемого состава позволяет увели- величины аустенитных зерен металли- . чить предел прочности при растя ческой основы с 0,26-0,28 до 0,12- жении с 563-570 до 631-658 ИПа, пре,18 мм.дел текучести с 362-369 до 432-460 ИПа Экономический эффект от внедрения 1 относительное удлинение с 5,3-5,7 мокет составить 69,3-84,1 р. при изго. ,до 6,45-7,53, ударную вязкость с товлении 1 т отливок.Составитель Н. КосторнойРедактор О.Колесникова Техред М. Кузьма Корректор О. ТигорЗаказ 9041/34 Тирак 627 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раущская наб д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Укгород, ул. Проектная ,4