Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром,ванадий, титан, железо, отличающийс я тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%: 3,65-4,5 Углерод 0,8 - 3,0 Кремний 0,5 - 2,0 Марганец 0,2 - 1,1 Хром 0,25-0,5 Банадий итан 0,3 -г 1,1 Железо Остальное

СОЮЗ СОЕЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК з(5ц С 22 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3323063/22-02 (22) 31.07.81 (46) 30.04.83 Бюл. Р 16 (72) A.È.Ìàíoõèí, A.Ã.Çóáàðåâ, П.П.Мишин, Л.С ° Загайнов, М.Г.Бойко, М.A.Цейтлин, В.Я.Лукин, A.Г.Ситнов, В.К.Корнев и В.Г.Тихонов (71) Научно-производственное объединение "Тулачермет" (53) 669-.13.018.2 (088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

М 441329, кл. С 22 С 37/00, 1974.

2. Патент Японии 9 51-6600, кл. 10 J 173, 1976.

„.SU„„10 А (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повыаения прочности и износостойкости, он содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ:

Углерод 3,65-4,5

Кремний 0,8 — 3,0

Марганец 0,5 — 2,0

Хром 0,2 — 1,1

Ванадий 0,25-0,5

Титан 0,3 —. 1,1

Железо Остальное

1014956

Повышенное количество углерода по сравнению с известным способству ет не только повышению износостойкости, но и прочности.

Известно, что при одинаковом содержании углерода, чем больше в структуре цементита карбидов), тем чугун тверже и более износостоек..

С другой стороны, лучшими прочностными свойствами обладают чугуны с перлитной металлической основой.

Наиболее благоприятные условия для получения перлитной основы при обычном кокильном литье имеются при сумме содержаний кремния и угле15 рода около 5,5-6,5%. Для получения одной и той же структуры при увеличении содержания кремния следует уменьшить содержание углерода и, наоборот, с увеличением содержания щ углерода следует понижать содержание кремния.

В предлагаемом чугуне сумма крайних значений содержаний кремния и углерода составляет 5,3-6,9Ъ, что близко к рекомендуемым значениям для получения перлитной структуры.

Фосфор в чугуне находится в виде тройной фосвидной эвтектики Fe P

Fe> С - Fe, которая является весьма твердой и хрупкой. Ее наличие весьма желательно в случаях, когда требуется повысить износостойкость чугуна.

Для высококачественного серого чугуна содержание фосфора ограничивается 0,2-0,3%.

Наличие титана в чугуне способствует иэмельчению ледебуритных колоний, т.е. более дисперсному распределению цементита в чугуне.

При указанном соотношении компо—

40 нентов образуется структура половинчатого чугуна, обладающего высокими механическими свойствами.

При получении износостойкого чугуна используются отвальные шламы, 45 получаемые при производстве феррованадия, которые содержат такие легирующие элементы, как ванадий, хром, титан и марганец. Количество шламом позволяет стабильно получать в год около 200 тыс.т легированного чугуна.

Подготовленный и усредненный шлам феррованадиевого производства загружают в шихтовые бункеры аглоцеха и вводят в агломерационную шихту в количестве 60% от массы железорудной части. Произведен ванадийсодержащий агломерат следующего среднего состава:

Fe20 СаО Si0, А! 03

19,2 19,6 10,2 4,1

42,0

Изобретение относится к металлургии, в частности, к составам чугунов обладающих повышенной износостой костью, и применяемых для изготовления деталей и механизмов, работающих при повышенных нагрузках и давлениях в условиях абразивного износа.

Известен износостойкий чугун (1) содержащий следующие компоненты, вес.%:

Углерод 2,8 — 3,6

КремниЯ 1,2 — 2,8

Марганец 0,4 — 0,9

Хром 0,1 — 0,8

ТиТан 0,1 — 0,3

Фосфор 0,1 0,3

Ванадий 0,1 — 0,2

Железо Остальное

Коэффициент относительной износостойкости этого чугуна составляет

2,14 эталон-перлитный серый чугун) .

Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности и достигаемому эффекту является иэносостойкий чугун (2 ) состава, вес.%:

Углерод 2,8 — 3,5

Кремний 1,0 — 2,0

Марганец 0,4 — 1,5

Фосфор 1,0 — 3,0

Сера 0,15

Титан 0,7 — 0,8

Ванадий 0,05-0,8

Хром 0,1 — 1,25 или

Молибден 0,15-1,25

Чугун обладает высоким коэффициентом трения, имеет б = 27, 3 кг/мм

НВ 262 и предназначен для тормозных башмаков.

Чугун имеет специфическую область применения и обладает недостаточно высокой прочностью и иэносостой" костью.

Цель изобретения — повышение иэносостойкости и прочности чугуна.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан и железо, содержит компоненты в следующих соотношениях, вес.Ъ:

Углерод 3,65-4,5

Кремний 0,8 — 3,0

Марганец 0,5 — 2,0

Хром 0,2 — 1,1 Ванадий 0,25-0,5

Титан 0,3 — 1,1

Железо Остальное

В качестве примеси чугун содержит фосфор в количестве 0,1-0,26 и серу

0,01-0,12 мас.Ъ.

MnO MnO V 0 TiO Сг 03

0 5 3,0 0,3 0,4 0,2

1014956

Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов в чугуне, вес.%

Предлагаемый

Состав

Известный

4,5

Зю 95 Зю8

4,15

2,8-3,5

3,65

Углерод

2,6

0,7

2,05

2,0

3,0

0,95

2,43

1,16

0,8

0 5

1,0-2,0

О, 4-1,5

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера .

0,2

0,25

0,19

0,1

0,15

1,0-3,0

0,08

0,04

0,01

0,12

0,02

0,15

0,55

0,3

1,1

0,50

0,30

0,25

0,7-0,8

0,05-0,8

0,90

0,41

0,80

0,35

Титан

Ванадий

0,1-1,25

0,50

0,85

0,20

0,70

Хром

Железо

Осталь- Остальное ное

Остальное

Остальное .

Остальное

Остальное

Таблица 2

Чугун

Предлагаемый

) ) 3 ) 4

Свойства

Известный

1 2

Предел прочности, кг/м2

27,3

29,3 30,1

31,8

31,6

27,9

Твердость по Бриннелю, НВ

262

263 265

266

263

263

Относительная износостойкость

1,5

4,0

3,2

3,1

2,7

3,0

ВНИИПИ Заказ 3139/24 Тираж 627 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4

Ванадийсодержащий агломерат разгружают в бункера доменной ечи полезным объемом 1386 м и загружают в печь в сочетании с обычным агломератом. Состав подачи, т/подачу:

Кокс 6,2

Агломерат ванадийсодержащий 12,5

Агломерат обычный 4,0

Криворожская железная руда 2,5 10

Состары чугунов и показатели их эносостойкости приведены в табл. 1 и 2.

Как видно иэ табл. 2 предлагаемый чугун имеет более высокую прочность и износостойкость.

Повышение иэносостойкости чугуна по сравнению с известными позволяет повысить срок службы мелющих цилиндров и шаров,. применяемых в цементной и горнорудной промышленности не менее, чем на 25%. .При стоимости чугунного литья 250 руб/т годовой экономический в народном хозяйстве составит 12,5 млн. руб.

2 3 4 5