Лигатура

 

ЛИГАТУРА, содержащая хром, ванадий, ник ель, медь, углерод и железо , отличающаяся тем,что. с. целью повьвпения коэффициента усвоения лигатуры, улучшения физико-механических свойств чугуна, она дополнительно содержит молибден, марганец и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 18,0-35,0 Хром 15,0-30,0 Ванадий Никель 0,5-8,0 0,3-6,0 Медь 0,4-4,2 Углерод 0,1-5,0 Молибден 12,0-25,0 Марганец 0,2-8,0 Алюминий Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

3«П

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1054438

З 51ь C 22 C 35/00.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЖ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-г (9 г

) г

М ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

f .Ф (2l) 3436920/22-02 (22) 13 05.82 (46) 15,11.83. Бюл. Ф 42 .(72) В. Г. Горенко, Д. Б. Джнлилов, Б.И.Шварцман, В.Г.Лильбок, С,Н,II>и меров и В, В. Качурин (7I) Институт проблем литья АН УССР (53) 669. 13-198(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 414323, кл. С-22 С 35/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 417520, кл. С 22 С 35/00, 197Ä., (54) (57) ЛИГАТУРА, содержащая хром, ванадий, никель, медь, углерод.и железо, отличающаяся тем,что, с целью повышения коэффициента усвоения лигатуры, улучшения физико-механических свойств чугуна, она дополнительно содержит молибден, марганец и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Хром l8,0-35,0

Ванадий IS,0-30,0

Никель 0,5-8,0

Медь О, 3-6,0

Углерод 0,4-4,2

Молибден 0,1-5,0

Марганец l2,0-25,0

Алюминий 0,2-8,0

Железо Остальное

Использование лигатуры предусмотрено при получении износостойких сплавов на основе аустенитных железо« марганцевых. сплавов (6,0-13,0 Мп).

Введение в лигатуру хрома обеспечивает образование в структуре сплава карбидной фазы. Образование карби-. дов наблюдается при содержании хрома больше 18,0 . При увеличении количества хрома больше 35 образуется большое количество карбидов и сплав становится хрупким, снижаются его прочностные,и антифрикционные свойва.

Введение в лигатуру ванадия обес-; печивает 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 30 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 0,57.. При увеличении содержания никеля больше

8.0 его пальнейшее влияние на свойства сплава значительно ослабева15

25 ет.

Цель изобретения — повышение коэффициента усвоения лигатуры и улучшение физика-механических свойств чугуна.

Указанная цель достигается тем, I что лигатура, содержащая хром, вана- 45 дий, никель, медь, углерод и железо, дополнительно содержит молибден, марганец и алюминий при следуюшем соотношении компонентов, вес. :

Хром 18,0-35,0

Ванадий 15,0-30,0

Никель 0,5-8,0

Медь 0,3-6,0

Молибден О, 1-5,0

Марганец 12,0-25,0 55

Алюминий 0,2-8,0

Углерод 0,4-4,2

Железо Остальное

1 10544

Изобретение относится к области металлургии, в частности к разработке составов лигатур для получения. износостойких чугунов

Известна лигатура(1 )следующего 5 химического состава, вес. :

Углерод 0,,1-0,3

Кремний 10-15,0

Хром 20-35,0

Ванадий 3, 0-8,0

Никель 20-35 0

Молибден 5 — 15,0

Медь 0,1-8,0

Бор 2-8, 0

Железо Остальное

К основным недостаткам известной лигатуры следует отнести высокую температуру плавления и малую степень усвоения.

Наиболее близкой по технической 20 сущности и достигаемому результату к предложенной является лигатура(2, содержащая компоненты при следующем соотношении, вес.%:

Хром 15,0-25,0

Ванадий, 20,0-45,0

Никель 15,0-35,0

Медь О, 1-10,0

Кремний. 10,0-20,0

Углерод 0,1-2,5 30

Железо 0с таль но е т

1 недостаткам известной лигатуры следует отнести высокую температуру плавления; малую степень усвоения лигатуры; невысокие механические

Ф

35 свойства и износостойкость чугуна

1 получаемых в результате применения лигатуры.

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 . 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

s 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.

1054438

Иинимальное содержание железа получается при использовании чистых компонентов, а содержание железа порядка 10,0%- при использовании в качестве шихтовых материалов различных ферросплавов.

Алюминий вводится в лигатуру для повышения графитизации обрабатываемого сплава и улучшения формы графитовых включений, Положительное действие алюминия проявляется при его содержании в лигатуре свыше

0,2%. При увеличении содержания алюминия больше 8,0Х в микроструктуре появляются окисные пленки,ко- 15 торые снижают прочностные свойства обрабатываемого сплава. Кроме того, алюминий способствует снижению температуры плавления лигатуры и улучшает ее усвоение сплавом. 20

Углерод обеспечивает получение в сплаве карбидов, уменьшает за счет образования структурносвободного графита величину линейной усадки сплава и величину временных и остаточных 25 напряжений. Кроме того,,графит снижает температуру плавления лигатуры и увеличивает степень его усвоения.

Благоприятное влияние углерода про-. вляется при его содержании в лига- ЗО

rrype более 0,4Х; При содержании уrперода свыше 4,2% выпадает большое

Количество структуросвободного графира, что приводит к снижению прочно-стных и антифрикционных свойств сплава.

Использование в качестве основы лигатуры марганца обусловлено тем, что лигатура используется для получения износостойких сплавов с содержанием 6,0-13,0Х марганца.

Выплавку различных составов исследуемых лигатур проводят в индукционной печи ИГП-102. В качестве исходных шихтовых. материалов используют чистые компоненты и ферросплавы, содержащие входящие в состав лигатуры элементы. После расплавления и выдержки полученные лигатуры разливают по металлическим изложницам. Остывшую лигатуру измельчают до крупности фракции меньше 20 мм и используют для получения износостойких сплавов.

Химический состав и свойства исследуемых лигатур приведены в табл.l.

Из данных табл. 1 видно, что лигатура и 2 соответствует сплаву-прототипу, сплав 3 содержит меньше молибдена и марганца, а сплав IO — боль ше алюминия, сплавы 4-9 являются вари актами предложенного состава х;игатуры. Температура плавления предложенной лигатуры ниже, чем у сплава-прототипа на 60-75 С. Зто обеспечивает е повышение. усвоения лигатуры с 74,678,3 до 86,4-88,4%.

1054438

»С1 к

СС!

Ел

C.l с

СЧ л О

«л

С 1

Ф»О

Ф СО СО л л л

Ch Ch

СЧ 0 л ю

00 ь

1

»С1 к»

eI

Е-»

С.1 о

О

Ch

С»Ъ

00 СЧ О в о л л л л л о С1 e e

С» ) CV

C) ° » л

СО

О х

»С! с

al

Е»

c) о о л цл

С 1 ь

Ch

С»!

»О л

СО

4I

О х л л

»44 р»

С»4

Ел

О

С> 0 Ch б

«л а 01 О

О\ л ь ь л

М

С4 о

I л со

1 1

1 f

44 1 — 4

f I I

I 1 л

Сл I CO

5 1

1х

»»!

Е»

О о л

О 0 л л ф о л

»О

С1

CO

С» о сч л л а

О х

»»4

С

Е (J ь сч л

Сл) CO л ° 0 с»» а

Я

С»1 и 0

С 4

О. х

»0 ! л

С3

Ел (J о

1: !! ц! l -Ф !

Q1 1 с> I 1 СЧ

1 1 — «-4 с!

СЧ л л

С0

Ch с4 CV л л о а

СО

О х

Ю л

СС\ л о

1 д

Сл (3

Е (3 о

СО CO

С 1

» а

СЧ л

О. л о о и с 4 1

СЧ

» (3 (3 о

С»Ъ ь л л л 0 СО л а

° О

» ° л

С 1 л

СЧ °

С4

О х

» (tf

f<

О о 0

CO л ь

C"4 л

С 1

С»1

» л а

00 С»

СЧ с»1

С» \ л

С0 л

О

Щ ф

Й 1 ы

М 1

С4 I

4 — -4 0 с0

С 4 с »»О л л л л — с ) О С"1 со о о л л л сч оо о

СЧ б О\

С»1 сс) CO л а л

»0 O СЧ

С4

О\ о л л ° °

О 0 О

С») м. сп ю л л л

Со СЧ О

СЧ

О а л о о л а л ф СЧ СЧ

»О ф

Ch»О О л ° л

СЧ л сч о л л л

О 0 С!

ÑO л с»> . 00

С0

»»

CO 1

I

1 0 л л (e o u

О» O

7 10S4438 8

Дпя получения износостойких спла- 3,07-3,19; магний 0,04-0,06; РЗМ 0,03вов используют 18-20Х исследуемых лига- 0,05 и железо остальное. тур и подшихтовывают до оптимального Для получения щаровидной формы химического состава сплава необходимы- графитовых включений перед разливми компонентами и ферросплавамн.Хи- 5 кой полученные сплавы обрабатывают мический состав получаемых сплавов железокремниевомагниевым с Р3М компследующий, мас.X: марганец 10,32- лексным модификатором.

10,70; хром 6,62-6,88; ванадий 9,SI- B табл. 2 приведены физико-механикель I 42-1,53; молибден 0,67- нические свойства сплавов, полу0,847 кремний 0,68-0,73; алюминий 10 ченных с использованием исследуемых

41 e è лигатур.

< Ъ

СО

ОЪ Ъ

Ф CO

СО Ф

С Ъ С Ъ

< С3< л л

Л <Ъ

СЧ л о

СО л

С4

«Ъ

°а л

М О т б

ОО

С Ъ Ф О О

00 СЧ л а

e <»

1 л м л м

< а л о

Ф л

-:т

° О мм

<О <О

СЧ л м

I О С3 л а

<О О

iО CV

I м

Ф Ф

° «е <

3 1 б

СР м м

<О <О ! О л

<4 СО м л л

С Ъ

1 л л О Г

1 л

1

1 !

W СО. а л О О

;р, ОЪ м

Ч,) <Ог

4 СО

< ъ м Ф

Ch

С \

00 л ь

СЧ л м

3 о о

М С3 3 < б 3

1 О 3 = 1 л м! сО м л а О <

СО СЧ м О О .1 м а

C) I

М 00

-0 а О Ч:3

00 мЪ

-<<

l со О -Ф

<71

Я3 <а

ОЪ

<<Ъ л

M м

С4 л

СЧ

<Ч CQ оо О Ю

I м сч

3

СО л л

МЪ,О 1 м

< О л

<Ч

<СЪ ЯЪ О О м м

< о ,О <

<<Ъ мЪ

I м ь л

< л а

<Ъ <Ъ

I О л

СЧ

М 00 О О

<ГЪ Ill

М «Ъ а л

Ъ <Ъ

) l

ЕЧ 00 сО <О

С Ъ М

СО

СЧ л о

C) л

1 g(л

1 o< f, o.l

О» <С

13 о, ф

1054438

<<3 О Э

6«3 26

ОЦ 3а Э

<<3

3 °

О о

М

М

<3I

<б Э

g W О Х

03 03

3.< з М л

<3 4

g o.

3ч ц м о о 9

1 !

I

Ф 1

СЧ

<4 а о

i О

СЧ л о

Э Ж о

z o о м

Э>М 1 д о

6 g e

ll 1054438 12

Иэ 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- 1,03прототипа 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- . О, l8 мм. ! дел текучести с 362-369 до 432-460 ИПа,, Экономический эффект от внедрения

1относительное удлинение с 5,3-5,7 мокет составить 69,3-84,1 р. при изго:. до 6,45-7,5Х, ударную вязкость с товлении 1 т отливок.

Составитель Н. Косторной

Редактор О. Колесникова Техред М. Кузьма Корректор О. Тигор ю

Заказ 9041/34 Тирак 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