Чугун

 

HyiVH преимущественно для прокатных валков, содержащий углерод кремний, марганец, хром, никель, ванадий , азот и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод2,8-3,2 Кремний 3,,4 Марганец 1,3-2,0 Хром6,5-7,3 Никель0,4-0,6 Ванадий0,3-0,5 Азот0,009-0,014 Алюминий1,0-1,4 ЖелезоОстальное (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗСЮ С 22 С 37 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф (211 3450781/22-02 (22) 11.06.82 (46) 30.01.84. Бюл. Р 4 (72) О. В. Пузырьков-Уваров, H. A. Будагьянц, И. В. Адамов, В. М. Горяной

Э. С. Церковский, A. А. Филиппенков, В. M. Снаговский, Т. С. Ветрова, В. A. Рямов, A. A. Киричков и В. M. Шалагин (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт и Лутугинский завод прокатных валков (53) 669.15.018.2 (088.8 ) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 240260, кл. С 22 С 37/00, 1969 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 834198, кл. С 22 С 37/00, 1981.

„.Я0„„A (54) (571 ЧУ1 УН преимущественно для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, азот и железо, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения износостойкости, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 2,8-3,2

Кремний 3,1-3,4

Марганец 1,3-2,0

Хром 6,5-7,3

Никель 0,4- 0,6

Ванадий 0,3-0,5

Азот 0 ° 009 0 014

Алюминий 1,0-1,4

Железо Остальное

1 070.1 93

Изобретение Относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для прокатных валков.

Известен чугун (,13, содержащий, вес,Ъ! 5

Углерод 3,0-3,6

Кремний 2,8-3,5

Марганец 0,6-2,0

Хром 5,0-6, 5

Алюминий 1,0-1,5

Железо Остальное

Однако чугун имеет низкую твер : дость шеек валков, а также недостато .чно высокие прочность и ударную вязкость

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун P2g, содержащий .вес.Ъ:

Углерод 2,7-3,4

Кремний 0,4-1,0

Марганец 1,6-3,0

Хром 0,6-1,2

Никель 2,4-3,4

Ванадий 0,2-0,5

Азот 0,01-0,03 25

Железо Остальное

Недостаток чугуна известного состава - неудовлетворительная износостойкость.

Цель изобретения — повышение из- 30 носостойкости.

Укаэанная цель достигается тем, что чугун преимущественно для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ва- 35 надий, азот и железо,.дополнительно содержит алюминий при.следующем соотчошении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 2,8-3,2

Кремний 40

Марганец 1,3-2,0

Хром 6,5-7,3

Никель 0,4-0,6

Ванадий 0,3-0,5

Азот 0,009-0,014

Алюминий 1,0-1,4 . Железо Остальное

При максимальной концентрации углерода (3,2В) в структуре чугуна наблюдается наибольшее количество высокотвердых карбидов (С,Fe)„СЗ, что обеспечивает наиболее высокую износостойкость отбеленного рабочего слоя валков. При дальнейшем, его увеличении в шейках валков в связи с низкой скоростью охлаждения эатвер- 55 девающего в них металла начинают выделяться крупные включения графита, что приводит к резкому снижению их прочности. Уменьшение концентрации углерода. ниже 2,8%, ведет к снижению 6() количества карбидов (Cr, Fe)q С и снижает износостойкость чугуна.

При содержании крейния выше 3,4% увеличйвается степень графитиэации чугуна и в шейках валков появляются крупные включения графита. В случае снижения содержания кремния ниже 3,1В при обоснованном количестве углерода, хрома и„ванадия в структуре чугуна появляются крупные цементитные ниделения, выкрашивающиеся в процессе эксплуатации валков, что приводит к преждевременному выходу их иэ строя.

Ввод в чугун марганца в пределах

1,3-2,0% позволяет значительно увеличить степень дисперсности продуктов превращения аустенита беэ увеличения количества свободного цементита.

При выбранном содержании углерода и алюминия хром (в количестве 6,5

7,3 oo) обеспечивает образование в структуре чугуна высокотвердых карби дов типа (C r, Fe ) z С, что обусловливает значительное повышение износостойкости чугуна, Более высокое его содержание существенно увеличивает усадку чугуна, а уменьшение его содержания ниже 6,53 снижает его сопро тивление износу в связи с снижением мнкротвердости карбидов.

Никель, как и марганец, при содер жании не менее 0,4% повышает степень дисперсности продуктов превращения аустенита. Выбранные пределы содержания никеля 0,4-0,6% увеличивают плотность чугуна и уменьшают склонность к образованию пористости, что способствует повышению твердости и износостойкости. Увеличение содержания никеля свыше 0,6% нецелесообразно ввиду его дефицитности и высокой стоимости»

Содержание ванадия в чугуне в количестве 0,3-0,5% существенно изменяет структуру металла: уменьшает столбчатость, увеличивает дисперсность перлита, повышает твердость, значительно повышает плотность, что в совокупности с повышением твердости увеличивает износостойкость. При содержании ванадия менее 0,3% влияние его на структуру незначительно.

Нри увеличении содержания ванадия более 0,5% в структуре шеек появляется цементит, что затрудняет их механическую обработку и может служить причиной поломки валка при эксплуатации.

При вводе в чугун, легированный ванадием 0,009% азота, происходит образование нитридов и карбонитридов ванадия, снижающих транскристаллич-. ность в рабочем слое валков. При повышении содержания азота свыше

0,014% в рабочем слое валков наблюдается значительная пористость.

Алюминий, как и кремний, способствует перераспределению хрома между аустенитом и карбидной фазой при затвердевании чугуна. Введение в чугун 1,0-2,0% алюминия повышает его твердость и износостойкость, од1070193 емый чугун имеет износостойкость ,на 53% виае, чем чугун-прототип.

Экономический э4фект от внедрения чугуна предлагаемого состава при производстве валков прокатных станков со тавит 6161,9 тыс.руб. ю ему

Износостой кость г/см

1 е состав, вес.Ж

Чугун

Химический

5i Hn Cr AP

2,4 0,2 0,01 Ост.

Известный 2,7 0,4 1,6 0,6

3,0 0,7 2,3 0,9

2; 9 0,3 0,02 Ост. о

3,4 1,0 3,0

1,2

3,4 0,5 0,03 Ост.

0,4 . 0,3 0,009 Ост.

0,5 0,4 0,011 Ост.

3,2 3,4 2,0 7,3 1,4 0,6 0,5 0,014 Ост.

Составитель Н. Косторной

Редактор A. Курах Техред Т,Фанта Корректор В. Гирняк

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 11649/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 вако при содержании алюминия свыше

1,4% резко увеличивается брак валков., по пленам в виде А8>0, так как алюминий обладает высокой склонностью к окислению.

Данные, приведенные в таблице, свидетельствуют о том, что предлага-, Предлага- 2,8 3,1 1,3 6,5 1,0 емый

3,0 3,2 1,6 6,9 1,2

0,0031

0 0026

0,0022

0,0019

0,0018

0,0016