Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, вана,дий , медь, алюминий, азот и железо, от ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения термостойкости и кавитационно-зрозионной стойкости. он дополнительно содержит иттрий и металл, выбранный из группы, содержащей бор и 1Д1РКОНИЙ, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2,6-3,5 Углерод 1,2-1,80 Кремний 0,33-0,80 Марганец 0,20-0,90 Хром 0,15-0,40 Титан 0,03-0,25 Ванадий 0,1-0,75 Медь 0,1-0,20 Алюминий Азот 0,03-0,10 0,03-0,08 Иттрий Металл, выбранный из группы, (Л содержащей бор и цир0 ,03-0,7 коний Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4isii С 22 С 37/1О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВ ГОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,03-0,7

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

irl0 делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3684880/22-02 (22) 04.01.84 (46) 07.05.85. Бюл. И 17 (72) Е.И. Марукович, М.И. Карпенко, Ю.А. Рогов, М.Н. Клейнер, Т.Г. Эфендиев, Ш.Ш. Шихмиров и Г.Т. Ворона (71) Могилевское отделение Физикотехнического института АН Белорусской ССР (53) 669-15-196(088.8) (56) 1. Мелющие цилиндры, чугун

ГОСТ 24384-80.

2. Авторское свидетельство СССР

В 785376, кл. С 22 С 37/10, 1980. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, . кремний, марганец, хром, титан, вана,". дий, медь, алюминий, азот и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и кавитационно-эрозионной стойкости, „„SU„„1154362 A он дополнительно содержит иттрий и металл, выбранный из группы, содержащей бор и цирконий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 2,6-3, 5

Кремний 1, 2-1,80

Марганец 0,33-0,80

Хром 0,20-0,90

Титан 0,15-0,40

Ванадий 0,03-0,25

Медь 0,1-0,75

Алюминий О, 1-0, 20

Азот 0,03-0,10

Иттрий 0,03-0,08

Металл, выбранный из группы, содержащей бор и цирконий

Железо

1154362

Изобретение относится к металлур гии, в частности к разработке составов чугуна для отливки методами литья цилиндрических мелющих тел, работающих в условиях трения в коррозионно-абразивных средах при ударном нагружении.

Известен чугун (1) для цилиндров шаровых мельниц следующего химического состава, мас .X:

Углерод 2,6-3,5

Кр емний 1, 2-.1,8

Марганец 0,3-0,8

Хром 0,2-0,5

Титан О, 1-0,4

Ванадий 0,1-0,25

Алюминий 0,1-0,20

Сера До 0,15

Фосфор До 0,15

Железо Остальное

Указанный чугун имеет низкую кави тационно-эрозионную стойкость.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун, содержащий, мас.X:

Углерод 2,6-3,8

Кремний 0,6-2,5

Марганец 0,33-1,5

Хром 0,09-1,0

Титан . 0,02-0,40

Ванадий 0,03-0,30

Медь О, 02-1,0

Алюминий 0,02-0,30

Азот - 0,005-0,04

Железо Остальное

Предел прочности чугуна 125150 МПа, твердость 485-525, удароустойчивость при испытании на центробежно-метательной машине 2-12%, коррозионная стойкость в среде проточной морской воды 0,02-0,12 г/м канитационно-эрозионная стойкость при трении 115-162 мг/м гс (2) .

Недостаток известного чугуна нецостаточная термическая стойкость в отливках.

Цель изобретения - повышение термической и кавитационно-эрозионной стойкости чугуна в отливках.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, медь, алюминий, азот и железо, дополнительно содержит иттрий и ме-. талл, выбранный из группы, содержащей бор и цирконий, при следующем соотношении компонентов, мас ° X:,Углерод 2,6-3,5

Кремний 1,2-!,8

Марганец 0,33-0,8

Хром 0,20-0,9

Титан 0,15-0,4

Ванадий 0,03-0,25

Медь 0Ä1-О,75

Алюминий О, 1-0,20

Азот 0,03-0,

1О) Иттрий 0,03-0,08

Металл, выбранный из группы, содержащей

15 бор и цирконий 0,03-0,07

Железо Остальное

В предлагаемом чугуне иттрий упрочняет металлическую основу, повы20 шает термическую стойкость и удароустойчивость. При содержании иттрия в чугуне более 0,08 мас.X снижает-! ся кавитационно-эрозионная стойкость, а при концентрации его до 0,03 мас..%

25 влияние на термическую стойкость и удароустойчивость недостаточное.

Металл из группы, содержащей бор и цирконий, в количестве 0,03-, 0,07 мас.% повышает кавитационноgp эроэионную стойкость чугуна. Минимальную концентрацию бора и циркония (0,03 мас.%) выбирают потому, что ниже этой концентрации влияние их на кавитационно-эроэионную стойкость незначительное, а максимальная (0,07 мас.%) обеспечивает равномерное легирование твердого раствора;

Повышение концентрации более

0,07 мас.% снижает удароустойчивость

4р чугуна °

Пример. Плавку износостой" ких чугунов проводят в открытых индукционных печах с перегревом расплавленного металла до 1770-1820 К.

45 Модифицирование расплавов соликоцирконием или ферробором и иттрием производят в ковшах при заполнении ковша на 1/3" 1/2 его объема. Усвояемость иттрия составляет 72 84%, Ж бора 86-95Х и циркония 82-89%. Износостойкие отливки и образцы для механических испытаний получают залив", кой модифицированного чугуна в су+ хие оболочковые или металлические формы.

Химические составы чугунов опытных плавок приведены в табл. 1

1154362 в табл. 2 — результаты механических испытаний чугунов опытных плавок.

Удароустойчивость определяют при испытании отливок мелющих цилиндров на центробежно-метательной машине в с оответствии с ГОСТ 24384-80, а кавитационно-эрозионную стойкость . на гидроабразивных установках при средней скорости потоков 65-72 м/с.

Термическую стойкость определяют при термоциклировании Ilo режиму

20 1000 С. Из данных табл. 2 следует, что чугун предлагаемого состава

5 обладает повышенной термостойкостью и кавитационно-эрозионной стойкостью по сравнению с известным.

Экономический эффект от внедрения чугуна предлагаемого состава равен

32 руб. на 1 т отливок.

1154362

О 1 (Л

Р4 О л

o o

«1 1

1 о о

Э о х!

v о о м о л . л о о л

Ю м

Р 1 л о (4 о о б

О л о (М л о

Ю л о

Ф о х о !

» 1 X )

Ф g

I e 1

О! Э!

Ы 1

Ф! р,t

В I -" ) (d 1 1 и 1 й1

° Ф )Г л л о о

О1

Ю л о (:П

Ю л о

)О

o л

С) о л

РЪ и л

Щ л о м л о о л ь

Ф о х о) л ь м м л

С) о л

С) м о л л о о (Ч о л о м о л

О 1 л ("1

Р4 (4 л

О» о о

Щ л л о

О

СЧ (! л л о о л

Ю л

1 Ю

Ю л

Ю (4

° l (") CO л

О о а а л о о и о л о л

Ю

С) л о л о л л

С) м л

)) \ л о м м

o o л л

o o

Р1 м л о м о л л о о м о

О \ л м

Р4 л

О) л

Ю л

)/Ъ л л

o о оо

С4 Р4 О л о о о о л о

РЧ л о

CO л о л

С) (() л л о о ю

С) л о

О

О л

С) )4:) Ю л о ш л л л

)) )

О м л о л

Р1 е л

С) Р\ м л о м о л л о о м о л

С) м ь о м ь л о ()") л

Р) О ) л

С) л

1

l

1 — Ф

Ch

Р4 О л л о о м

О л

С) Е о х

E о

Э 1 (XI

О) л

О л

CO о

Р ) л о

О ) л

С) о х

1 1

Р4 л

С) м о л о о (4

С) л C) Ю л б л

E

v о л

I !

)х х )х х х

)х х

Q g

)х х о !

E" ж л л сч ао о л л л л л л ("1 О О О O О

I Ct )Х Э о х х

9 Х cd х

Э Е

Ф .С О

4 9, cd p, 4

Ц

v о

I о

I о о

О

v о

1

О

I о о

Э

G х

Ф о х

Э о х о х

Э о х

Ф о х

Э о х

11 54362

Показатели

Свойства

358

585

550

362

149

536

521

515

518

510

Удароустойчивость, Х

2,8

0,76

0,12

0,08

0,72

6,0

44

148

115

2280

2662

2820

1620

128

146

148

124

100

Свойства

Показатели

572

238

372

224

366

520

526

530

495

535

Удароустойчивость, Z

0,06

0,09

1,18

2,24

0,96

2,1

97

116

Предел прочности при растяжении, ИПа 137

Твердость, НВ 495

Кавитационноэроэионная стойкость, мг/м - rc

Термическая стойкость, циклы

Относительная иэносостойкость при корроэионно-абразивном изнашивании, Х

Предел прочности прн растяжении .ИПа 535

Твердость, НИ

Кавнтацнонно" эроэноннан стойкость, мг/м ° rc

1880 2300

Та бли ца 2

Продолжение табл.2

If54362

Продолжение табл.2

Показатели

Свойства

Относительная износостойкость при коррозионно-абразивном изнашивании, 1

144

142

116

160

156

118

Составитель Н. Косторной

Редактор Н.Гунько Техред Т.Маточка Корректор 0.Тигор

Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2638/26

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

Термическая стойкость, циклы

2806 2545 1920 2455 1970 2670