Чугун для валков

 

ЧУГУН ДЛЯ ВАЛКОВ, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, медь и железо, отличающийся тем, что, .с целью снижения спада твердости по глубине рабочего слоя валков, он дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, мае. %: 3,7-4,2 Углерод 0,2-0,8 Кремний 0,1-0,2 Марганец 0,10-0,18 Сера 0,25-0,50 Фосфор 0,23-0,60 Медь 0,0002-0,0008 Теллур Остальное Железо

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) С 22 С 37/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬф .НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3528280/22-02 (22) 24. 12.82 (46) 30. 10. 84. Бюл. ((- 40 (72) О.В.Пузырьков-Уваров, С.А.Хоменко, В.И. Комля ков и P .Х. Гималетдинов (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 669. 15-196(088.8) (56) 1. Кривошеев А.Е. Чугунные валки для профильного проката. — "Сталь", 1963, 1(.- 11, с. 1042-1051.. 2. Герек А., Байка Л. Легирован ный чугун — конструкционный материал.

Я., "Металлургия", 1978, с. 90. (54)(57) ЧУГУН ДЛЯ ВАЛКОВ, содержащий углерод, кремний, марганец, серу, фосфор, медь и железо, о т л и ч а ю. шийся тем, что, с целью снижения спада твердости по глубине рабочего слоя валков, он дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, мас. Х:

Углерод 3, 7-4, 2

Кремний 0,2-0,8

Марганец 0i1-0,2

Сера 0,10-0, 18

Фосфор 0,25-0,50

Медь 0,25-0 60

Теллур О, 0002-0, 0008

Железо Остальное

1 l 21309

10

25

35

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойкого чугуна, который используется для отливки прокатных валков чистовых клетей сортопрокатных станов.

Известен чугун (1) следующего химического состава, вес. :

Углерод 2,8=3,8

Кремний 0,2-0,8

Марганец 0,3-0 5

Сера О, 10-0,! 2

Фосфор 0,2-0,5

Железо Остальное

Однако при указанном содержании компонентов в известном чугуне невозможно получить высокое качество прокатных валков по отбелу. Низкий отбел этого валкового чугуна является причиной высокого брака при изготовлении прокатных валков.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является чугун для валков f2) следующего химического состава, вес. %:

Угл ерод 3, 15-3,40

Кремний 1,8-2, 1

Марганец 0,6-0,8

Сера До 0,1

Фосфор 0,1-0,„.

Медь 0 50-0 75

Железо Остальное

Недостатками этого чугуна являются износостойкость и большой спад твердости по глубине рабочего слоя отлитых из него прокатных валков, что является причиной частых остановок прокатных станов для переточки калибров валков и снижает общую длительность их эксплуатационной кампании.

Цель изобретения — снижение спада твердости по глубине рабочего слоя валков.

Поставленная цель достигается тем, что чугун для валков, содержащий углерод, кремний, марганеЦ, серу, фосфор, медь и железо, дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, мас. %.:

Углерод 3,7 4,2

Кремний О, 2-0,8

Марганец 0,1-0,2

Сера О, 10-0, 18

Фосфор О, 25-0, 50

Медь О, 25-0,60

Теллур О,0002-0,0008

Железо Остальное

Пределы содержания химических элементов в предложенном чугуне обоснованы следующим.

Углерод по мере увеличения содержания его в чугуне повьппает твердость (износостойкость) отбеленного рабочего слоя валков за счет возрастания в его структуре количества твердой карбидной составляющей цементита. При содержании его менее

3,70 вес.% обеспечивается необходимая твердость валков,а при повышении более

4,2, вес.Х износостойкость начинает снижаться, так как в отбеленном слое наряду с цементитом начинает выделяться гнездообразный графит.

Кремний является основным регулятором величины отбеленного слоя валков. При содержании кремния менее

0,2% резко возрастает количество карбидной микроструктурной составляющей в шейках валков, что затрудняет их механическую обработку и приводит к преждевременному выходу валков из строя по поломкам. При содержании кремния более 0,8Х величина отбелен- ного рабочего слоя уменьшается настолько, что валки не соответствуют требованиям технических условий и подлежат списанию в брак.

Марганец йовьппает твердость (износостойкость) отбеленного рабочего

:слоя за счет повышения микротвердости цементита и перлита. При содер жанни марганца менее 0 1 влияние

его на твердость не значительно.

Повышение его содержания более 0,3%

/ приводит к увеличению переходной макроструктурной зоны и снижению сопротивляемости валков поломкам.

Сера по мере увеличения содержания ее в чугуне повьипает твердость (износостойкость) IIQ глубине рабочего слоя валков в связи с увеличением в его структуре количества цементита. При содержании его в чугуне выше О, 1% увеличивается глубина отбеленного слоя, уменьшается глубина переходной зоны, что повьппает качество макроструктуры валков. При более низкой концентрации серы влияние ее на макроструктуру и твердость не значительно. Однако при увеличении его содержания свыше 0,18% в шейках валков появляются включения сульфидов в виде "белесин", затрудняющих механическю обработку.

1121309

Медь повьппает дисперсно:ть перлита и снижает степень его аномальности, что способствует повышению твердости и износостойкости чугуна. Поскольку аномальность перлина в наибольшей степени проявляется в глу-. бинных слоя отливки, то медь способствует снижению спада твердости (износостойкости) по глубине рабочего слоя валков. Такое влияние меди 10 проявляется при повышении ее содержания от 0,25 . Однако при содержании ее О,б аномальность перлита устраняется полностью, а дальнейшее повышение ее содержания сопровождает- 1S ся появлением графитных включений в удаленных от литой поверхности частях отливки, что приводит к увеличению спада твердости.

Теллур не влияет на твердость от- 20 беленного чу» уна, однако увеличивает глубину зоны чистого отбела и очищает ее от графитных включений, что обеспечивает повьппение износостойкости. Поскольку теллур способствует 2S переохлаждении чугуна при кристаллизации, то он обеспечивает сокращение величины переходной зоны и выделению цементита в глубинных слоях рабочего слоя валков. Этим достигается значительное снижение спада твердости по глубине их рабочего слоя. Поскольку теллур не влияет на степень аномальности перлита, то такое влияние теллура проявляется В присутствии меди и при содержании его не менее

0,0002 .. При увеличении его концентрации более 0,0008Х влияние теллура на спад твердости не увеличивается, а механические свойства чугуна сни- 40 жаются в связи с выделением в его структуре теллуридов марганца и окснгеллуридон по границам зерен.

Пример. В индукционной печи

ИЧТ вЂ” 6 с кислой футеровкой выплавляли чугуны для отливки отбеленных прокатных валков, используя в качестве шихты валковьп» доменный чугун (ВК-2), низкомарганцовистьп» полупродукт ЧМЗ., феррофосфор (ФфЗ) и медь (М4) . Изменение концентрации углерода и серы в чугуне обеспечивали присадкой на зеркало металла в печи расчетного количества графитированного коксика и черенковой серы. Порошкообразный теллур в пакете из листового железа, прикрепленном к концу железного прута, присаживали в ковш с металлом при 13 10-1320 С непосредо ственно перед заливкой литейной формы. От отливок прокатных валков в процессе их механической обработки отбирали темплеты для вырезки образцов, используемых для осуществления механических испытаний и металлографических исследований. Спад твердости определяли на темплетах от валков перед вырезкой из них образцов для испь»тания на износ.

Кимические составы известного и предложенного чугунов и спад твердости по глубине рабочего слоя валков приведены в таблице.

Из приведенных результатов следует, что чугун предложенного состава имеет меньший спад твердости по глубине рабочего слоя валков за счет присадки теллура в количестве 0,00020,0008 .

Использование изобретения обеспечивает получение экономического эффекта в сумме 87 тыс.руб. в год.

1121309

О о

tf, М

О сЧ с л л л о с ъ о

О л л сч со

СМ

1..I

1

О

I в,7

Е Се о ь

Ц ф л а э

Q) л

1!! Ф3 Ж -1 Ж lO! а

Ф !

v с

Р4

I 1

Г с О

С О л л

O O

1 Э

1 о ф

О < с о б б л л л

О О С

СЧ О л

О (Ч л л

О С

1 л а!о о л

О л

О ю л

С. с л с с

< 4 л

C) С О О 00 л л

О С с с а л

Ю л

С О

° л

1 M 1

r а О (h C4 л Ю

С ) б ь л л

< 1

1

1

СЧ л

С Ъ

1 ! v

U и

1!! Э М а аэ

Ж И й

Ф 1

Е 1

Ф I

6) 1

1 и

ы о

Ф I

Р 1

Х

1 Р

Ф I

Ж 1 и

М а 1

Ф 1

Ц 1

1

I

I

1

К) ф ю со I сч С> 1 с 4 cQ л сп Î e O O с Ъ б 1

Ф I

М 1

1 1 1 1 1 о

6-4 1 1 1 1 I

< 4 О 1 (Q

С О О

o o o

С О О л е ю 1

O O О

o w co л л . в л л

O O O С О

1 л О r л и л м л л л л л

О .O O O O

О Л О Л а

° с л л л В л

О О О О О 1

1 а а

Ch Ch в е I

I

1

1

1

1

МЪ