Износостойкий чугун

 

„„SU„„1025749

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

gmgС22С3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,.;;

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21 ) 3288833/22-02 (22) 13.05.81 (46)30.06.83. Бюл. и 24 (72) Е.В.Рожкова, О.И,Романов, Л.Я.Козлов, Л.M.Романов, С.И.Варьян, А.И.Дербасов, В.И.Бакаляров, А.С.Варьян, А.П.Подъячев и Н.Н.Петров (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения и Московский ордена Октябрьской Революции,и ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 378491, кл. C 22 С 37/06, 1973.

2.. Авторское свидетельство СССР

N 162179, кл. С 22 С 37/06, 1964. (54)(57) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения ударно-абразивной стойкости, он дополнительно содержит азот, бор и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Углерод 2,5 - 4,5

Кремний 0,4 - 1,0

Марганец 0,5 - 1 0

Хром 18,1 — 24

Азот 0,05 - 0,2

Бор 0,05 - 0,2

Цирконий 0,05 - 0,1

Железо Остальное

1025749

Содержание, мас.i в чугуне 1

Компоненты

Предлагаемйй

3,5 4,5

0,7 1,0

0,75 1,0

3,15 4,0

0,4 0,8

3,25 5,0

Углерод

Кремний

Марганец,3

2,5

0,4

0 5

Изобретение относится к черной металлургии,, в частности к составам износостойких чугунов, применяемых для работы в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.

Известен сплав (11для деталей очистного оборудования, в частности для лопаток дробеметных аппаратов, состава,3: углерод 3,2-4,0, кремний 0,3-0,6, марганец 0,8-1,2, хром 20-30.

Недостатками чугуна являются низкая ударно-абразивная стойкость и невысокая прокаливаемость.

Наиболее близким к предлагаемому является чугун f2) состава, мас.K:

Углерод 2,3 - ",0

Кремний До 0,8

Иарганец,1,5 - 5,0

Хром 11,5 -18,0

Иолибден До 1,5

Железо Остальное

Невысокая твердость в закаленном состоянии, связанная с наличием значительного (403) количества остаточного аустенита, является причиной неудовлетворительной стойкости в условиях ударно-абразивного износа, Цепь изобретения - повышение удар" но-абразивной стойкости чугуна.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий. углерод, креи" ний, марганец, хром и железо„ дополнительно содержит азот, бор и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.Ф:

Углерод 2,5 - 4,5

Кремний 0,4 - 1 0

Марганец 0,5 - 1,0

Хром 18,1 - 24

Азот 0,05 - 0,2

Бор 0,05 -. 0,2

Цирконий 0,5 - 0,1

Железо Остальное

8ысокое содержание хрома и низ" кое содержание марганца в чугуне позволяет получать высокую твердость после закалки.

Наличие азота, расширяющего ) -об пасть, позволяет получить высокую прокаливаемость. Кроме того, в результате взаимодействия растворенного азота с.цирконием и бором образу10 ются переходные комплексы, которые блокируют рост кристаллов карбидов и металлической матрицы, создавая условия для образования мелкозернистой структуры.

15 Цирконий измельчает зерно, способствует повышению механических

СВОЙСТВ.

Ф

Бведение бора повышает микротвердость карбидов, что влечет за собой р0 увеличение иэносостойкости. Структура предлагаемоro чугуна после закалки состоит из мартенситной металлической основы с распределенными в ней карбидами типа Ие С и Ие С .

25 Чугун выплавляют в индукционных или дуговых электропечах. Охлаждение отливки в интервале кристаллизации производят со скоростью не ниже

150 С/с. Ударно-абразивную стойкость

Зо определяют на центробежном ускорителе ЦУК-3. В качестве эталона используют нормализованную сталь Ст3. Образцы . размером 20х15х4 мм подвергают воздействию потока абразивных частиц (чугун35 ная дрОбь диаметРОм 0,8-1,0 MM). С«орость частиц абразива ЬО м/с, угол атаки 30, 60, 90 . Расход абразива на один опыт 26,5 кг.

Прокаливаемость определяют по методу теплового моделирования.

Методика основана на программном охлаждении по заданным режимам.

Охлаждение плит моделируют с раз=

45 мерами 75х300х300 мм.

Химический состав и свойствачугунов представлены в табл.1 и 2 соответственно.

Т а б л и ц а 1

1025749

Продолжение табл, 1

Содержание, мас.3, в чугуне

Компоненты

Известный

Предлагаемый

18,1

21,5 24

14,75 18,0

0,75 1,5

11,5

Хром

0,125 0,2

0,05

0,05 0,075 0,1

0,05 0,125 0,2

Бор

Осталь- Остальное ное

Осталь- Осталь- Остальное ное ное

Остальное

Железо

Таблица 2

Твердость HRC

Ударно-абразивный износ К при

Иикротвердость карбидов .

"БО.Образцы отливки толщиной 15 мм отливки

75х300х300 охлаждение на воздухе

60 90

64-67

65-67

12,2 18,0 23,0

1100-1200

12,8 19,9 23э0

59-60

1100-1200

15,7 16,2 23,0

Как видно иэ табл.2, предлагаемый .. чугун имеет более высокую твердость и ударно-абразивную стойкость.

Экономический эффект от ис" пользования изобретения составит .

4 млн.680 тыс.руб. в год эа счет

45 повышения срока службы иэделий из предлагаемого сплава в 5 раз по сравнению с известными. Составитель В.Иуравьев

Редактор Ю.Ковач Техред В.Далекореи Корректор 0.Иакаренко

Заказ 4502/21 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб, д. 4/5 филиал ППП "Па.гент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Молибден

Азот

Цирконий

66-67

60-62

60-61

59-60

61-62

61-62

61-62

48-52

56-58

1350-1450

1350-1450

1350-1450

1100-1200

36,5 32,6 23,8

46,4 38,9 37,6

38,0 26,4 24,0