Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях гидроабразивного износа. Цель изобретения - повышение предела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемости и улучшение эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании. Чугун содержит, мас.%: С 2,4-3,0, Si 0,2-1,0, Мп 0,8-2,6, Сг 18,7-27, Мо 0,2-0,6, V 0,2-0,5, Ni 0,5-1,0, Nb 0,42-1,4, Sb 0,07-0,2, нитриды титана 0,05-0,2 и железо - остальное, Ввод в состав чугуна Nb, Sb и нитридов титана обеспечивает повышение (эц с 960 до 1220 - 1310 МПа, увеличение прокаливаемости в 1,7-2,1 раза, микротвердости матрицы на 7-9% и улучшение эксплуатационной стойкости в 1,7-2,4 раза. 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) 5192 А1 (д1) 4. С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ilo делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 4025402/22-02 (22) 30.12.85 (46) 23.04.87. Бюл. Ф 15 (71) Производственное объединение

Гомсельмаш" (72) Ф.И.Титко, M.È.Êàðïåíêî, Е.И.Марукович и Т,И.Кныш (53) 669.15-196(088,8) (56) Гарбер М.Е, Отливки из белых износостойких чугунов. М.: Машиностроение, 1972, с. 12-13.

Авторское свидетельство СССР

9 973655 кл. С 22 С 37/ 10, 1982, (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях гидроабразивного износа. Цель изобретения — повышение предела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемости и улучшение эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании.

Чугун содержит, мас.Х: С 2,4-3,0, Si 0,2-1,0, Мп 0,8-2,6, Cr 18,7-27, Мо 0,2-0,6, V 0,2-0,5, Ni 0,5-1,0, Nb 0,42-1,4, Sb 0,07"0,2, нитриды титана 0,05-0,2 и железо — остальное.

Ввод в состав чугуна Nb Sb и нитридов титана обеспечивает повышение 8„ с 960 до 1220 — 13 10 MIa, увеличение прокаливаемости в 1,7-2,1 раза, микротвердости матрицы на 7-9Х и улуч- . шение эксплуатационной стойкости в 1,7-2,4 раза. 2 табл.

1 130

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава белых износостойких чугунов, предназначенных для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабразивного износа, рабочих колес, цилиндровых втулок и других деталей насосов, Цель изобретения †повышение предела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемости и улучшение эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании.

Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим.

Дополнительное введение ниобия в количестве 0,42-1,4 мас.Х микролегирует и упрочняет металлическую основу, измельчает структуру, блокирует дефекты кристаллической структуры, снижает ликвацию, повышает стабильность и однородность структуры и механических свойств, что обеспечивает повышение износостойкости, прочности и других свойств в отливках, При концентрации ниобия до 0,42 мас.7. микролегирующий эффект проявляется слабо, существенного упрочнения металлической основы не достигается и стабильность твердости и свойств в отливках низкая. При концентрации ниобия более 1,4 мас.X снижается прокаливаемость и стабильность механических свойств чугуна в отливках.

Введение сурьмы в количестве 0,070,2 мас.% повышает твердость, износостойкость матрицы, прокаливаемость, микротвердость матрицы, ее стабильность в отливках, что обеспечивает снижение гидроабразивного износа и повышение механических свойств. Содержание сурьмы принято от концентрации 0,07 мас.7, с которой отмечается повьппение стабильности твердости и износостойкости в отливках, и ограничено концентрацией 0,2 мас.%, выше которой отмечается снижение растворимости сурьмы В металлической основе и снижение динамической прочности и стабильности структуры и свойств чугуна.

Содержание основных компонентов (углерод 2,4-3,0 мас,Х, кремний 0,21,0 мас.Х и марганец 0,8-2,6 мас,Х) определены исходя из практики производства белых износостойких чугунов для толстостенных литых деталей. При снижении содержания углерода менее

2,4 мас.7 и кремния ниже 0,2 мас.%

5192 2 и повышении концентрации марганца более 2,6 мас.% снижаются литейные свойства, увеличивается ликвация и сни- жается стабильность структуры и свойств, а при концентрации углерода

5 более 3,0 мас.Х, кремния более

1,0 мас,X и марганца менее 0,8 мас,X структура в отливках становится грубой, снижается ее износостойкость и

25 ру и повышающими механические свойства, прокаливаемость, износостойкость.

При концентрации их до 0,05 мас.% модифицирующий эффект проявляется слабо, а при концентрации их более ются в матрице, повьппается концентра ция неметаллических включений и неоднородность структуры, что приводит к снижению износостойкости и механических свойств чугуна в отливках.

Пример. Опытные плавки чугуна проведены в индукционной печи с использованием литейных чугунов, передельных чугунов, лома чугунного, силикомарганца, сурьмы, ниобия, стального лома, феррохрома, порошков нит- рида титана, феррованадия, ферросилиция и других ферросплавов. Чугун из печи выпускали при 1480-1500 С в литейные ковши с микролегирующими и модифицирующими добавками. Иэ чугунов отливали цилиндрические образцы диаметром 30 мм, технологические ступенчатые пробы с максимальной толщиной

500 мм и отливки заготовок деталей насосов.

В табл. 1 приведены химические составы известного и предложенного чугуна, в табл. 2 — данные о стабильности структуры, прокаливаемости, механических и эксплуатационных свойствах чугуна.

50 стабильность механических свойств.

Содержание легирующих добавок (хром. 18,7-27 мас.7, никель 0,51,0 мас.7», молибден 0,2-0,6; ванадий

0,2-0,5 мас,X) определено экспериментально и ограничено пределами, ниже которых микротвердость, прочностные свойства, глубина прокаливаемости и износостойкость недостаточны, а выше которых снижается стабильность структуры, динамическая прочность и другие свойства в отливках.

Нитриды титана (0,05-0,2 мас.Х) являются эффективными модифицирующими добавками, измельчающими структу0,2 мас.7 они полностью не растворяТ а б л и ц а 1

Содержание компонентов, мас.X в составах

Компоненты

1 (извест 2 ный) 3,0 2,0 3,2

10 01 12

2,4 2,7

0,2 О,б

2,3

Углерод

Кремний

0,3

18,7 25, 1 27,0 16,6 17,0

28,2

Хром

Марганец

Никель

3,2

0,5

2,6

1,5

0,8

0,4

0i2

1,0

05 0,7

0,42 0,9

0,07 0,1

0,2 0,3

1,0

1,8.

О,1

1,4

Ниобий

0,3

0,04

0,2

Сурьма

0,1 Oi7

0 5

0,5

Ванадий

0,2 0,4

0,8

0,5

0,02

0,6

Молибден

0,05 0,08

0,4

0,03

0,2 Нитриды титана

Остальное Осталь- Осталь- Осталь- Осталь- ОстальЖелезо ное ное ное ное ное

3 !3051

Как видно из табл. 2, предложенный чугун обладает более высокой глубиной прокаливаемости и однородной структурой. Высокая эксплуатационная стойкость в условиях гидроабразивного 5 изнашивания достигается за счет получения мелкодисперсной мартенситноаустенитной матрицы с комплексными карбидами. Оптимальные значения твердости, износостойкости и механических fp свойств в литых .изделиях достигаются при нормализации с температуры 9701070 С.

Формула из обре те ния f5

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, ванадий, никель и железо, о т л и ч а ю щ и й92 4 с я тем, что, с целью повышения предела прочности при изгибе, микротвердости матрицы, ее прокаливаемости и улучшения эксплуатационной стойкости при гидроабразивном изнашивании, он дополнительно содержит ниобий, сурьму и нитриды титана при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод 2,4-3,0

Кремний 0,2-1,0

Марганец 0,8-2,6

Хром 18,7-27

Молибден 0,2-0,6

Ванадий 0,2-0 5

Никель 0,5-1,0

Ниобий 0,42-1,4

Сурьма 0,07-0,2

Нитриды титана 0 05-0,2

Железо Остальное

1305192

Т а б л и ц а 2

Показатели

Свойства износостойких чугунов

1 (извест ный) Предел прочности при изгибе, МПа 960

1220 1250 13 10 980

64 65 . 67 60

1050

Твердость, HRC 60

Стабильность структуры, Ж

90

56

Козффициент износо стойкости

13,2 13, 6 14 8,8 11,6

8,6

Микротвердость, Н 5020

5370 5450 5480 5130 5280

58 6

25 6 18 4 16 4 57 6

32 6

Глубина прокалив аемос ти, мм

330

370 430 . 470 230

220

Эксплуатационная стойкость, ч 1400

2380 3160 3420 1430

1960

Составитель Н.Касторной

Редактор С.Патрушева Техред JI.Îëåéíèê Корректор Т.Колб

Заказ 1385/22 Тираж 605 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4

Износ цилиндровых втулок при скорости пульп 3 м/с, мг/см . ч 1