Легированный белый чугун для отливки мукомольных валков

 

ЛЕГИРОВАННЫЙ БЕЛЫЙ ЧУГУН ДЛЯ ОТЛИВКИ МУКОМОЛЬНЫХ БАЖОВ, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, о т л и ч аю щ и и с я тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости, он дополнительно содержит медь, молибден , ванадий и церий при следующем Соотношении компонентов, мас.%: 2,8-3,5 Углерод 0,5-1,4 Кремний 0,2-0,5 Марганец 0,20-0,35 Хром 1,2-1,8 Никель 0,8-1,5 . Медь 0,2-0,4 Молибден 0,10-0,35 Ванадий СП 0,15-0,25 Церий С Остальное Железо

„„SU„„11 4 2 A

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

4(s1) С 22 37/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3550972/22-02 (22) 07.02.83 (46). 30.06.85. Бюл. N - 24 (72) О.В.Пузырьков-Уваров, Н.А.Будагъянц, Г.M.Белокопытов, А.И.Зотьев, Э.С.Сенчилов, N.Ñ.Ãoðÿííèêñâ, А.Б.Демский и А.Г.Аронов (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им. Л.И,Брежнева и Воронежский технологический институт (53) 669.15-196 (088.8) (56) Чугун, вальцы мукомольные. ТУ14-2-241-76.

Авторское свидетельство СССР

У 216955, кл. С 22 С 39/08, 1966. (54)(57) ЛЕГИРОВАННЫЙ БЕЛЫЙ ЧУГУН

ДЛЯ ОТЛИВКИ МУКОМОЛЬНЫХ ВАЛКОВ, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, о т л и ч аюшийся тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости, он дополнительно содержит медь,-молибден, ванадий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Углерод 2,8-3,5

Кремний О, 5-1,4

Марганец 0,2-0 5

Хром 0,20-0,35

Никель I, 2-1,8

Медь 0,8-!,5

Молибден 0,2-0,4

Ванадий 0 10-0 35

Церий 0,15-0,25

Железо Остальное

1 164302

Изобретение отйосится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливки мукомольных валков.

Целью изобретения является новы- 5 шение прочности и ударной вязкости.

Состав и свойства предлагаемого и известного чугунов представлены в таблице, Количество пластинчатого ледебурита в структуре белых чугунов увеличивается по мере снижения степени их эвтектичности. Наибольшее влияние на него оказывает содержание углерода. Поэтому снижение его концентрации в чугуне до 2,8 мас.X повышает прочность и ударную вязкость. Дальнейшее уменьшение содержания углерода вызывает ухудшение литейных свойств (увеличейие усадки и ухудшение жидкотекучести), которое является причиной появления брака отливок. Увеличение концентрации углерода до

3,5 мас.% в белом чугуне повышает количество карбидной фазы и твердость 25 (износостойкость) валков. Однако при более высоким содержании углерода уменьшается доля пластинчатого ледебурита в структуре чугуна.

Кремний является сильнейшим гра- 30 фитиэирующим элементом и пределы его содержания выбраны с учетом нейтрализации карбидизирующего влияния ванадия и молибдена. Поскольку он вместе с углеродом предопределяет степень эвтектичности, то уменьшение его концентрации менее 0,5 мас.% ухудшает литейные свойства и не обеспечивает нейтрализации ванадия и молибдена. При увеличении концентра- 40 ции выше 1,4% степень графитизации увеличивается настолько, что .в структуре появляются включения графита и износостойкость чугуна снижается.

Марганец влияет на строение коло- 45 ний аустенито-карбидной эвтектики, но повышает дисперсность продуктов превращения аустенита, что проявляется при концентрации его только более

0,2 мас.%. Однако при содержании

50 его более 0,5 мас.X такое влияние марганца проявляется незначительно, а карбидообразующее действие увеличива тся, что ведет к снижению ударной вязкости.

Медь повьппает степень дисперсности продуктов превращения аустенита и может частично в этом отношении заменить более дорогостоящий никель. Однако она имеет ограниченную растворимость в твердом чугуне.

Это не позволяет эффективно использовать ее в качестве заменителя никеля в этом направлении при превышении предела растворимости и предопределяет нижний предел ее концентрации (0,6 мас.% Сц). В интервале концентрации 0,6-1,5 мас.% медь частично выделяется в структуре чугуна в виде самостоятельной мелкодисперсной фазы, что обеспечивает улучшение обрабатываемости чугуна при нарезке рафилей. При увеличении содержания меди выше 1,5 мас.% в значительной степени проявляется ее графитизирующее влияние и твердость чугуна снижается.

Никель, как и медь, повышает степень дисперсности продуктов превращения аустенита. Содержание никеля 1,2 мас.% в присутствии 0,61,5 мас.% меди в структуре рабоче- го слоя валков обеспечивает получение тростита и сорбита. В отличие от меди никель не выделяется в чугуне в виде самостоятельной фазы, но поскольку он влияет на растворимость меди, то его содержание должно быть сбалансировано с содержанием меди. При увеличении содержания никеля выше 1,8 мас,X его графитиэирующее действие проявляется в такой мере, что твердость чугуна снижается °

Хром уменьшает чувствительность чугуна к скорости охлаждения при затвердении и тем самым обеспечивает выравнивание уровня механических свойств по глубине рабочего слоя валков и уменьшение в нем спада твер. дости. За счет этого достигается удлинение времени эксплуатации между переточками валков и увеличение продолжительности их эксплуатационной кампании, Такое влияние хрома проявляется при содержании его в чугуне более 0,20 мас.X. При концентрации его вьппе 0,35 мас.% возрастает количество ледебурита, а количество пластинчатой эвтектики снижается, что приводит к уменьшению ударной вязкости и прочности, Молибден при концентрации в чугуне более 0,2 мас.% (в присутствии никеля и меди ) повышает степень дис« персности продуктов превращения аус1164302 является очень сильным карбидообразующнм элементом, поэтому при содержании его более 0,35 мас.Ж в структуре чугуна появляется большое количество эвтектического цементита, что приводит к снижению ударной вязкости и прочности.

Церий при концентрации 0,150,25 мас.7. обеспечивает получение в

10 структуре чугуна колоний аустенитнокарбидной эвтектики в виде пластинчатого ледебурита. При более низких концентрациях церия колонии аустенито-карбидной эвтектики сохраняют

15 строение ячеистого ледебурита, а при более высоких концентрациях увеличения количества пластинчатого леде= бурита не происходит. тенита и тем самым обеспечивает получение тростита и сорбита при более низких концентрациях никеля и меди. При концентрации молибдена более 0,4 мас.7 такое его влияние ослабевает, а увеличивается карбидизирующее действие . Помимо этого молибден является дорогостоящим и дефицитным материалом, а поэтому дальнейшее повышение его содержания нецелесообразно также и по экономическим соображениям.

Ванадий при концентрации более

0,15 мас.7 размельчает колонии аустенитно-карбидной эвтектики, устраняя тем самым транскристалличность в рабочем слое валков. Однако он

Содержание химических элементов, 7

Чугун

Си

Мп

3,6 0,35 0,28 0,38 2,1

2э8 Оъ50 Оэ20 Оэ20 -1в2

Известный

Предложенный

0,6

3,1 0,95 0,35 0,27 1,5

Ю

3,5 1,40 0,50 0,35 1,8

1,5

Предел прочности при изгибе, кг/мм

Содержание химических элементов, Ж

Ударная вязкость, кг/см

Чугун

Се

Мо

Известный

0,2

0,10 0,15

0,22 0,20

0,35 0,25

0,3

0,4

0,3

0,4

0,3

Предложенный 0,2 Продолжение таблицы