Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углеЕюд, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения твердости и абразивной стойкости, он дополнительно содержит ниобий, цирконий и бор при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 2,5-4,0 Кремний 0,4-0,8 Марганец 0,4-0,8 Хром 11-20Никель 1-2 Ниобий 0,8-3,0 (Л Цирконий 0,05-0,10 Бор 0,05-0,10 Железо Остальное

СОЮЗ GOBETCHHX

РЕСПУБЛИК

0М (11) 315В С 22 С 37/08

Углерод

Кремний

2,5-4,0

0,4-0,8

0,4-0,8

11-20.

Марганец

Хром

Никель

Ниобий

Цирконий

1-2

0,8-3,0

0,05-0,10

0,05-0,10

Остальное

Бор

Железо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3573946/22-02 (22) 06. 04. 83 (46) 15.03.84. Вюл. 9 10 (72) Е.В.Рожкова, О.М.Романов, Л.Я.Козлов, Л.М.Романов, В.М.Вакаляров, М.A ° Ëloáàpñêèé и A.Ì.Äåðáàñîâ (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения, Московский. . ордена Октябрьской Революции и .ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов и

Московский электромеханический завод им. Владимира Ильича (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 729273, кл. С 22 С 37/10, 1980.

2. Авторское свидетельство СССР

9 169553, кл. С 22 С 37/08, 1965. (54 ) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, отличающийся .тем, что, с целью повьааения твердости и абразивной стойкости, он дополнительно содержит ниобий, цирконий и бор при следующем соотношении компонентов, мас.%:

1079685

1,8-2,2

3 5-6,0

0,2-0,8

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Молибден

16-21,0

0 5-1,5

Один элемент, взятый иэ группы бор, титан

0,1-0,3

Железо Осталь ное

Этот чугун обладает недостаточной твердостью и абразивной стойкостью 25

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

1,6-2,8

0,5-0,7

1,8-3,5

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

14-22 35

0,8-3,5

Железо Ост аль ное

Недостатком прототипа являются сравнительно невысокие абразивная стойкость и твердость, связанные со значительным количеством остаточного аустенита, что обусловлено высоким содержанием марганца((1,8-3,5Ъ) и никеля (0,8-3,5%).

Цель изобретения — повышение твердости и абразивной стойкости.

Цель достигается тем, что чугун содержащий углерод, кремний, маргайец хром, никель и железо, дополнительно содержит ниобий, цирконий и бор 50 при следующем соотношении компонентов мас. Ф:

2,5-4,0

0,4-0,8

0,4-0,8

11-20

Углерод

Кремний Марганец

Хром

1-2

Никель

Ниобий

Цирконий

0,8-3,0

0,05 0,10

B таблице приведены состав и свойства известного и предлагаемого

65 чугуна.

О, 05-0, 10

Остальное

Бор

Железо

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к раз,делу износостойкости чугунов, применяемых для работы в условиях ин-. тенсивного абразивного и ударноабразивного износа, например отвалы бегунов, песковые насосы, течки и др.

Известен чугун Ц, содержащий, вес.Ъ:

В предлагаемом чугуне высокая абра зивная стойкость достигается эа счет большего, по сравнению с прототипом, количества карбидов (3050 мас.Ъ) вследствие более высокого содержания углерода. Кроме того, ее увеличение обеспечивается мартенситной структурой металлической основы. Это связано с уменьшением по сравнению с прототипом содержания марганца и сужением пределов содержания никеля.

Положительный эффект введения ниобия состоит в повышении дисперсности карбидной фазы, вследствие чего повышаются ударно-абразивная стойкость и механические свойства хромистых чугунов. Это происходит благодаря тому, что ниобий образует тугоплавкие карбиды типа NbnC; NbC — Nbq С 3(температура плавления 3100-3480 С, термодинамически более устойчивые, чем карбиды хрома. Эти карбиды образуются непосредственно из расплава, причем при более высоких температурах, чем карбиды хрома. Таким образом, карбиды ниобия служат дополнительными центрами кристаллизации, которые обеспечивают получение высокой степени дисперсности литой структуры. Кроме того, ниобий, уменьшая растворимость, углерода в аустените, повышает температуру начала мартенситного превращения, снижая количество остаточного аустенита в металлической основе и увеличивая ее микротвердость. Это также способствует увеличению абразивной стойкости.

Легирование бором производится для повышения микротвердости карбидов, что также способствует увеличению твердости чугуна и его абразивной стойкости.

Цирконий вводится в качестве модификатора, уменьшающего структуру карбидной эвтектики.

Структура предлагаемого чугуна после закалки состоит из 30-50% карбидов типа Ме С незначительного количества карбидов ниобия, расположенных в мартенситной металлической основе.

В качестве шихтовых материалов используют углеродистый феррохром (ф х 600 — P х 800), отходы никельсодержащих сталей и сплавов, силикоцирконий, ферробор и феррониобий. Чугун выплавляют в открытой индукционной печи. В печь загружают отходы никелевых сталей и феррохром.

После расплавления при 1450-1500 С вводят феррониобий. 3а 3-5 мин до выпуска металла иэ печи присаживают мелкораздробленный силикоцирконий и ферробор.

1079685

Технико-экономические преимущества предлагаемого чугуна заключаются в повышении абразивной стойкости, Ф увеличении твердости чугуна и микро твердости карбидов, получении мартенT

«г»

Известный чугун

Предлагаемый чугун

Элемент и показатели

Нижний Средний Верхний уровень уровень уровенв

Средний Верхний уровень уровень ижний уровень

1,6

3,68

2,8

2,85

4,5

2,2

0,8

0,5

0,4

0,6

0,7

0,6

1,8

0,8

Марганец

0,4

2,65

3,5

0,6

15,5 20

18

0,8

2,15

1,5

3,5

Нет

1,9

0,8

Нет

Нет

0,075 0,1

0,075 0,1

0,05

Бор

0,05

Твердость НРС отливки толщиной 20 мм

42

63

60

1200 1200 1200 14и0 1400 1400

Микротвердость карбидов

Н, кг с/мм

1300 1300 1600 1600 1600

1300

Абразивная стойкость (К ) 10,6 12,5 14,0

8,5

4,0

6,0

Составитель Н. Косторной

Редактор Т, Веселова Техред Л.Микеш1 Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1262/26 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЦП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Состав чугуна,мас.Ъ:

Углерод

Кремний

Хром

Никель

Ниобий

Цирконий ситной структуры металлической

ВЫ °

Ожидаемый экономический эффек1 использования изобретения состаВ.

295 руб. на 1 т литья.