Износостойкий чугун

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 С 22 С 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

19 I

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3846439/22-02 (22) 28.01.85 (46)07.07.86. Бюл. 9 25 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Ю.Г.Серебряков, М.И.Карпенко, С.А.Мелтонян, Б.К.Святкин и А.П.Мельников (53) 669.15-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1013508, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 956694, кл. С 22 С 37/10, 1982. (54)(57) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, ванадий, тнтан и железо, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью снижения газоабразивного износа и повышения эксплуатационной стойкости при воздействии газоабразивных потоков с температурой до 923 К, он дополнительно содержит молибден, тантал и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Углерод 2,2-3,0

Кремний 0,2-1,0

Хром 2,7-5,8

Марганец 9,3-18, 7

Никель 0,5" 1,0

Ванадий 0,2-0,5

Титан 0,1-0 5

Алюминий 0,03-0,5

Молибден О, 2-0,6

Тантал 0,2-0,5

Иттрий О,03-0,07

Железо Остальное

42537 3

1 12

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам аустенит. ных чугунов, работающих в условиях интенсивного газоабразивного изнашивания и используемых для изготовления лопастей дымососов, работающих при температуре до 973 К.

Цель изобретения — снижение гаэоабразивного износа и повьппение эксплуатационной стойкости при воздействии газоабразивных потоков с температурой до 973 К.

Составы предлагаемого и известного. чугуна представлены в табл. свойства — в табл. 2.

Введение в высокомарганцовистый чугун молибдена в количестве 0,20,6 мас.% повьппает вторичную твердость и износостойкость в условиях интенсивного газоабразивного износа.

При содержании молибдена до 0,2 мас.% снижается твердость и износостойкость в условиях гаэоабразивного износа при повышенных температурах, при увеличении содержания молибдена более

0,6 мас.% снижается ударная вязкость и эксплуатационная стойкость чугуна в литых изделиях.

Тантал, введенный в количестве

0,2-.0 5 мас.%, повышает твердость и предел прочности при повышенных температурах, стабильность твердости и эксплуатационную стойкость чугуна в отливках. При концентрации тантала до 0,2 мас.% твердость чугуна при повышенных температурах и износостойкости недостаточны, а при увеличении концентрации тантала; более 0,5 мас.%

| снижаются технологические свойства . чугуна и повьппается газоабраэинный .износ.

Иттрий, введенный в количестве

0,03-0,07 мас.X. способствует измельчению зерен аустенита и оказывает положительное влияние на гаэоабразивыую износостойкость аустенитного чу-гуна, При содержании иттрия до

0,03 мас.% измельчение структуры аустенита и износостойкость недостаточны, а при увеличении концентрации иттрия более 0,07 мас.% снижается фрикционная теплостойкость и увеличивается газоабразивный износ при повышенных температурах.

Содержание основных компонентов (углерод 2,2-3,0 мас.%, кремний 0,21,0 мас.%, хром 2,7-5,8 мас.% никель 0,5 — 1,0 мас.%. и марганец 9,318,7 мас.%) обеспечивает получение в литых изделиях стабильной аустенитной структуры при температурах до

973 К с повышенной твердостью и иэносостойкостью в газоабразивных средах.

Их концентрация принята из практики производства аустенитных износостойких чугунов и ограничивается содержанием компонентов, вьппе и ниже которого снижаютсл стабильность структуры и ударная вязкость.

Микролегирующие добавки (ванадий

0,2-0 5 мас.%, титан 0 1 0 5 мас.% и алюминий 0,03-0, 5 мас .%) введены как .эффективные нитридообразующие компоненты, обеспечивающие карбонитридное упрочнение металлической основы. Их содержание принято от концентраций, при которых отмечается существенное повышение прочности, износостойкости при газоабразивном износе и эксплуатационной стойкости чугуна, и ограничена содержанием, вьппе которого отмечается снижение ударной вязкости и термической стойкости.

Пример. Износостойкий чугун выплавляют в индукционных электропечах = использованием рафинированных чугунов стального и чугунного лома, ферросплавов и комплексных лигатур на о"нове молибдена и тантала. Легирующие добавки присаживают в печь в перегретый до 1723 †17 К расплав после рафинирования, а металлический иттрий и другие модифицирующие добавки — непосредственно в литейный ковш после выпуска чугуна из печи при температуре 1673-1733 К. Разливку чугуна проводят в виде заготовок

"Треф", из которых готовят образцы для механических испытаний и шлифы для металлографических исследований.

1242537

Таблица

Содержание компонентов, мас. 7

Компонент

Известный чугун

Предлагаемый чугун

4 5 6

Углерод

2,4

2,3

2,4

3,0

2,0

3,2

0,3

0,2

0,6

1,2

1,0

0,1

2,7

3,2

5,0

5,8

2,0

6,5

18,7

9,3

15,4

18,7

19,2

8,5

Никель

1,0.0,5

0,7

1,0

0,2

1,2

0,5

0,4

0,2

0,5.

0,8

0,1

Ванадий з

0,2

0,1

0,3

0,5

Титан

0,04

0,7

0,5

Алюминий

0,3

0,7

0,03

0,01

0,6

0,2

0,4

0,6

Молибден

0,05

0,8

Тантал

0,2

0,4

0,5

0,05

0,8

Иттрий

0,03

0,05

0,07

0,01

0,2

Осталь- ОстальЖелезо

Ос таль- Ос тал ьОстальОстальное ное ное ное ное ное

Таблица2

Показатели звестный

Предложенный чугун

1 2

580 760 8 20 850 590 640

320 430 510 560 330 380

923 К

Ударная вязкость, Дж/см, при: 293 К 27 36

923 К

14,2 24

1720 2450 2915 3170 1780 2116

Газоабразивный износ, мг/гс, при скорости потоков и при температуре, К:

Кремний

Хром

Марганец

Предел прочности, МПа, при:

293 К

Термическая стойкость, цикл

3 4 5 6

42 45 28 31

28 32 15 21

1242537

Продолжение табл. 2

Известный

%«Ф В» й

Показатели

1 2 Э

20 м/с: 293

112 60 46 32 108 82

218 106 85 57 216 134

Фрикционная теплостойкость при 923 К, Ж

100 136 142 148 102 126

Стойкость лопастей дымососов, ч

220 311 434 446 224 209

Составитель Г.Дудик

Редактор В.Петраш . Техред N.Õîäàíè÷ Корректор П.Патай

Заказ 3670/27 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие„ г.ужгород, ул.Проектная, 4