Чугун

 

ЧУГУН, содержащий з глерод, кремний, марганец, лантан и железо, отличающийс я теМ( что, с целью повышения износостойкости я прочности, он дополнительно содержит самария при следующем соотношении компонен- . . тон, мас.%: Угаерод3,0-3,5 Кремний0,8-1,5 Марганец0,4-0,6 Лантан0,05-0,10 Самарий 0,10-0,25 ЖелезоОстальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

PAPPAOt

РЕСПУБЛИК

0% (И) 3(я) С 22 С 37 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ВВЕЛ

Я ". "

, В л, -, Е „;.. y O„

М.ВВ. ..

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCNOMV ВВИЕЕТЕЕЬВТЕТ .3

3,0-3,5

0,8 — 1,5

0,4-0,6

0,05 — 0,10 0,10 — 0,25

Остальное (21) 3615194/22 — 02 (22) 16В07.83 (46) 23.09.84. Бюл. М, 35 (72) Е, В. Колотило, Ж. И. Безбах, Л. Х. Иванова, И. И. Ануфриев и Ю. К. Бунина (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л. И. Брежнева (53) 669.15 — 196 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 214555, кл. С 22 С 37/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР У 372290, кл. С 22 С 37/00, 1973. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, лантан и железо, о т л и ч а ю щ и йс я теме что, с целью повышения износостойкости и прочности, он дополнительно содержит самарий при следующем соотношении компонен- .

: тов, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Лапта н

Самарий

Железо

1!!4705 2

Цель изобретения — повышение износостойКости и прочности.

Поставленная цель достигается тем, что чугУн, содержащий углерод, кремний, марганец, шантан и железо, дополнительно содержит самарий прн следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 3,0 — 3,5 35

Кремний 0,8-1,5

Марганец 0,4-0,6

Лап тан 0,05 — 0,10

Самарий 0,10 — 0,25

Железо Остальное

При установлении необходимых соотношений компонентов учитывали следующее, Углерод: по мере возрастания его концентрации свыше 3,5 мас.% увеличивается в структуре количество карбидной фазы, что обеспечивает 45 повышение твердости, но снижает вязкость, приводя к растрескиванию и выкрошиванию рабочего слоя. При содержаниях углерода ниже 3,0 мас.% резко уменьшается количество карбидной фазы, что приводит к снижению износостойкости.

Кремний в указанных пределах предназначен для обеспечения необходимой степени графитизации чугуна. Увеличение содержания его выше 1,5 мас.% приводит к образованию гра- 55 фита, что снижает износостойкость чугуна. При содержаниях ниже 0,8 мас.% кремния резко ухудшаются литейные свойства чугуна.

Изобретение относится к металлургии, а имен но к изысканию термоизносостойких и высокопрочных белых чугунов для прокатных валков.

Известен чутун f12 следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,80 — 3,30

Кремний 0,35 — 0,70

Марганец 0,50 — 0,80

Фосфор До 0,26

Сера До 0,02

Редкоземельные металлы - 0,08 — 0,12

Магний 0,05 — 0,015

Железо Остальное

Недостатком известного чугуна является ниэ кая износостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является чугун (2) следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,5 — 3,2

Кремний 0,1-0,5

Марганец 0,2-0,4

Лантан 0,005 — 0,15

Железо Остальное

Недостатками известного чугуна являются !

Иизкие износостойкость и прочность.

15

Марганец в пределах 0,4 — 0,6 мас.% способствует обессериванию и раскислению чугуна, позволяет регулировать структуру металлической матрицы. При увеличении содержания его выше 0,6 мас.% укрупняется зерно, появляется транскристалличность в макроструктуре чугуна.

Уменьшение содержания марганца ниже

0,4 мас.% снижает физико-механические и специальные свойства.

Лантан в указанных пределах способствует повышению дисперсности матрицы, уменьшению условного размера карбидов, что влечет за собой повышение износостойкости. При увеличении содержания лантана выше О,! мас.% в чугуне образуются в большом количестве сульфиды и оксиды лантана, снижающие специальные свойства (износостойкость) чугуна.

При содержаниях лантана ниже 0,05 мас.% лантан расходуется на рафинирование расплава.

Самарий в указанных пределах приводит к полному подавлению кристаллизации ледебурита, повышает дисперсность продуктов распада аустенита, что приводит к повышению износостойкости и прочности белого валкового чугуна. Увеличение самария выше 0,25 мас.% приводит к образованию большого количества неметаллических включений, загрязняющих белый чугун и снижающих его износостойкость, а при содержаниях менее 0,1 мас.% в структуре наряду с пластинообраэной звтектикой кристаллизуется ледебуритная.

Пример. Чугун базового состава плавят в индукционной печи типа ЛПЗ вЂ” 67М с кислой футеровкой. При достижении температуры 1500+5ОC порцию чугуна выпускают в разогретый ковш, в который предварительно загружают расчетное количество лантана металлического. При достижении 1320 С чугун заливао ют в кокильную форму. Образец имеет высоту 200 мм, диаметр 50 мм.

В оставшемся в печи металле содержание кремния доводят присадкой ферросилиция до 0,8 — 1,5 мас.% и при тех же температурных параметрах выпускают чугун в ковш с расчетными количествами лантана и самария, а затем заливают в кокильные формы.

Из полученных цилиндрических отливок вырезают образцы в соответствии с ГОСТом для определения пределов прочносэи при изгибе и разрыве, а также образцы для определения износостойкости и металлографических исследований. Химические составы и результаты испытаний приведены в таблице.

В результате исследований установлено, что износостойкость чугуна предлагаемого состава в сравнении с известным повышается на 7—

60, предел прочности при. изгибе — иа 13-33

3 i114705 4 и предел прочности при растяжении — на 11 — высить их эксплуатационную стоикость на 20—

27%. 30%. Экономический эффект от внедрения

Использование для отливки прокатных вал- чугуна предлагаемого состава может достигнуть ков чугуна предлагаемого состава позволит по- 719,7 тыс.руб.

1Т1 Е

Чугун Номер плав6

МПа ба ИзносоМПа стойС Si Mn 1в Sm . Fe ки кость, r

3,2 0,45

3,2 0,45

Известный 1

0,4 0,05 — Остальное 520

0,4 0,15 — Остальное 545

415 0,050

435 0,046

Предлагаемый

12

505 0,037

515 0,035

535 0,032

14

485 0,038

0,5 0,075 0,32 Остальное 660

Составитель Н. Косторной

Техред А. Бабинец

Редактор Е. Ilatm

Корректор Л. Пилипенко

Заказ 6736/18

Тираж 602

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Подписное

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

3,0 1,50

3,5 1,50

3,0 0„80

35 0&0

3,0 1,50

3 5 1,50

3,0 0,80

3,5 0,80

3,25 1,15

3,25 1,15

3,25 J,15

3,25 1,15

3,25 1,15

0,6 0,10 0 25 Остальное 690

0,6 0,05 0,25 Остальное 705

0,6 0,10 0,10 Остальное 670

0,6 0,05 0,10 Остальное 665

0,4 0,10 0,10 Остальное 655

0,4 0,05 0,10 Остальное 660

0,4 0,10 0,25 Остальное 695

0,4 0 05 0,25 Остальное 700

0,50 0,075 0,05 Остальное 600

0,5 0,075 0,10 Остальное 670

0,5 0,075 0,18 Остальное 685

0,5 0,075 0,25 Остальное 690

510 0,031

540 0,030

500 0,034

500 0,037

490 0,038

490 0,037

515 0,030

520 . 0,031

470 0,045