Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью повыиения абразивной, ударно-абразивной и абразивно-коррозионной стойкости, он дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.%; Углерод1,7-2,3 Кремний0,4-1,0 Марганец 1,0-2,0 Хром27-33 Медь0,5-1,5 Азот0,03-0,2 ЖелезоОстальное (Л с

1 уды С 22 С 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTEY СССР

А *

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТО СНОВУ ССИВВТВЛЬСТВУ

АСВ

° В

° В (21) 3425700/22-02 (22) 22.04.82 (46) 23.08.83. Вюл. 9 31 (72) О.М. Романов, Е.В. Рожкова, А.М. Дербасов, В.Я. Гаранов, В.A.Красильников, Ю.Е. Пархоменко и П.П.Kosлов (71) Всесоюзный научно-исследовательс кий и проектно-технологический ин« ститут угольного машиностроения (53) 669-15.196(088.8) (56) 2,. Авторское свидетельство СССР

В 245372, кл. С 22 С 37/10, 1967В

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 429129 Krt С 22 С 37/06, 1972В

SU.„1036 4 A (М4) (57) ЧУГУН, содержащий углерод,-кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью Повьизения абразивной, ударно-абразивной и абразивно-коррозионной стойкости, он дополнительно содержит медь и азот при следуккаем соотношейии компонентов, вес.Ъг

Углерод 1,7-2,3

Кремний 0,4-1,0

Марганец 1,0-2,0

Хром 27-33 .Медь 0,5-1,5

Азот 0,03- О, 2 железо Остальное

1036784

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разработке составов износостбйких чугунов, применяемых для работы в условиях интенсивного ударно-абразивного износа, сопровождаемого коррозионным

Bo3действием среды (например, детали багерных насосов электростанций, работающих на угле, углеобогатительного оборудования )и др.

Известен чугун (1 $ содержащий компоненты при следующем соотношении вес.%:

Углерод 1,3-2,3

Хром 8-14

Кремний До 0,8

Марганец 4,01-7,0

Железо Остальное

Чугун обладает высокой иэносостойкостью, однако ударно-абразивная и абраэивно-корроэионная стойкость известного чугуна является недостаточной.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун (2), содержащий компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ:

Углерод 1,7-2,35

Кремний 0,6-2,0

Марганец 2,8-3,9

Хром 28-33

Титан 0,05-0,3

Цирконий 0,05-0,3

Железо Остальное

Недостатком известного чугуна является сравнительно невысокая абразивная и ударно-абразивная стой)кость, связанная с наличием значительного количестна остаточного аустенита (свыше BUD 7, обусловленного высоким содержанием марганца (2,3-3, 9Ъ ).

Целью изобретения является повышение абразивной, ударно-абразивной и абразивно-корроэионной стойкости чугуна.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 1,7-2,3

Кремний 0,4-1,0

Марганец 1,0-2,0

Хром 27-33

Медь 0 5-1,5

Азот 0,03-0,2

Железо Остальное

В предлагаемом чугуне высокая коррозионная стойкость обеспечивается соотйошением содержания хрома и углерода, создающим необходимую легированность, твердость раствора.

Благодаря сочетанию сравнительно низкого содержания марганца (1-2% ) с медью и азотом, расширяющими

-область, предлагаемый чугун не уступает известному по прокаливаемости и одновременно имеет более высокую твердость в отливках равной толщины (табл. 1 ).

Снижение содержаНия марганца поз

5 воляет снизить в структуре закаленного чугуна количество остаточного аустенита с 24 до 4-16%, что обеспечивает более высокую твердость и износостойкость. Это объясняется тем, что марганец влияет.на температуру начала мартенситного превращения интенсивнее, чем медь. Один процент марганца в твердом растворе снижает температуру мартенситного превращения И Мп С ) на 45 С, . а один процент меди — на 7 С. Кроме того, эффект от введения азота — повышение износостойкости, связан с измель чением структуры вследствие образования нитридов, являющихся дополнительными центрами кристаллизации, и затруднения диффузии углерода.

Азот также улучшает сопротивляемость межкристаллитной коррозии, т.е. повышает и коррозионную стойкость

25 сплава.

Нижний предел содержания меди и азота (соответственно 0,5 и 0,03) обусловлен появлением требуемых эффектов — прокаливаемости, абра30 зивной, ударно-абразивной и абразивно-коррозионной стойкости.

При содержании меди и азота ниже нижнего предела свойства чугуна находятся на уровне известного.

35 ВеРхний пРедел содержания меди (1,5% ) связан с необходимостью получения высокой прокаливаемости при минимальном содержании остаточного аустенита.

Верхний предел содержания азота (0,2В ) ограничен появлением газовых пузырей.

Технология ввода меди и азота в состав чугуна состоит в том, что медь вводится в виде отходов сталей, содержащих медь или в чистом виде пооле расплавления основных компонентов шихты, азот — в виде аэотированных ферромарганца или феррохрома за

3-5 мин до выпуска планки из печи.

Чугун выплавляется в индукционных или дуговых электрических печах с основной или кислой футеровкой и предназначается для отливок типа рабочих колес багерных насосов, углесосоа и других, работающих в условиях ударно-абразивного .износа, сопровождаемого корроэионным воздействием среды.

Структура предлагаемого чугуна после закалки состоит иэ карбидов

Ие„С > и Ме < в мартенситно-аустенитной металлической основе.

Химические .составы известного и предлагаемого чугунов и их свойства, полученные по результатам лаборатор1036784 ных испытаний образцов, указаны в таблице.

Из данных таблицы следует, что абразивная стойкость увеличивается на 8-30Ъ, ударно-абразивная на (. Предлагаемы чугун

Известный чугун

Состав н свойства чугуна

Уровень

Уровень

) ) нижний средний нижний средний верхний верхний

2,3.Углерод

1,7

1,7

2,02

2,0

2,35

Кремний

2,0

0,7

0,6

1,3

0,4

1,5 2,0

3 35

2,8

1,0

3,9

30,0 33

30,5

Нет

0,5

1 0 . 1,5

Нет Нет

Нет

Нет

Нет

0,05

0,17

0,3

Цирконий

Нет

Нет

0,17 0,3

0,05

Нет

0,12 0,2

0,03

Азот

Нет

Нет

Нет

Твердость, HRC, отливки толщина 15 мм

47 5 58

58

47,5

Твердость, НЙС, отливки 100 ° 400 400 мм 46

60 60

60, 5.

7 5 <7,8

6,1

6,5

Абразивная стойкость, К„- 3, 2

6,0

Ударно-абразивная стойкость К 90

2,2 2,5

1,2

1,3

2,0

1,5

Абразивно-коррозионная стойкОсть К3 9,8 11,3 11,5

12,0

12,0 12,2

Составитель Н. Косторный

ТехредС. Мигунова Корректор A. Ильин

Редактор Н. Рогулич

Заказ 5945/27 Тираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Марганец

Хром

Медь

Титан

25-50% и абразивно-коррозионная на 6-8%.

Годовой экономический эффект от использования изобретенйя составляет 200.тыс. руб.