Износостойкий сплав

 

Изобретение относится к разработке изн-осостойких сплавов для литых деталей, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа. Цель изобретения - повьппение ударноабразивной стойкости, ударной вязкости и жидкотекучести. Предложенный чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 1,8-3,5; Si 0,5-1,5; Мп 1,0-4,0; Сг 15-22,0; V 0,1-3,0; Мо 0,1-0,8; А1 0,03-1,0; РЗМ 0,1-0,25; Ni 0,1-0,5; Са 0,005- 0,015; Ti 0,4-1,0 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ni, Са и Ti обеспечивает повышение с ударной вязкости до 0,9-1,2 кГ М/см , жидкотекучести до 397-413 мм. 2 табл. сл со СП СЛ

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3993493/22-02 (22) 23.12.85 (46) 07.06.87. Бюл. 11 - 21 (71) Институт проблем литья АН УССР и Всесоюзный государственный научноисследовательский и проектный институт асбестовой промышленности (72) В. И. Тихонович, С.Е. Кондратюк, Б.Б. Винокур, Г.Г. Луценко, В.Е. Едемский, В.Г. Новицкий, В.Б. Киселев, В.Д. Павлюк, Г.П. Казарович, Н.М. Карасев и А.К. Мякишев (53) 669,15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 933782, кл. С 22 С 37/10, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 494427, кл. С 22 С 37/06, 1974.

„„Я0„„1315511 А 1 (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ СПЛАВ (57) Изобретение относится к разработке износостойких сплавов для литых деталей, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.

Цель изобретения — повышение ударноабразивной стойкости, ударной вязкости и жидкотекучести. Предложенный чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7.: С 1,8-3,5;

Si 0,5-1,5; Мп 1,0-4,0; Cr 15-22,0;

V 0,1-3,0; Мо 0,1-0,8; Al 0,03-1,0;

Р3М 0,1-0,25; Ni 0,1-0,5; Са 0,0050,015; Ti 0,4-1,0 и Fe остальное.

Дополнительный ввод в состав чугуна

Ni, Са и Ti обеспечивает повышение а

Я ударной вязкости до 0,9-1,2 кг м/см, жидкотекучести до 397-413 мм. 2 табл.

1315511

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке износостойких сплавов на основе железа, применяемых для изготовления литых деталей дробильно-раэмольного обору- 5 дования, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа, таких, например, как желоба рудоспусков,, футеровка и молотки дробилок, бичи бечевых распушителей и т.п.

Целью изобретения является повышение ударной вязкости, ударно-абразивной стойкости и жидкотекучести чугуна.

Выбор граничных пределов компонентов в составычугуна обусловлен следующим, Содержание углерода в чугуне 1,8-3,5 мас.%. При содержании углерода выше 3,5 мас.Х, а хрома выше 22 мас.% в сплаве возрастает число хрупких эаэвтектических карбидов, снижающих ударную вязкость и износостойкость.

Марганец, введенный в сплав в количестве 1,0 — 4,0 мас.%, необходим для снижения скорости распада аустенита и обеспечения за счет этого наибольшей ударной вязкости сплава. Содержание марганца менее

1,0 мас.% не обеспечивает повышение ударной вязкости сплава ввиду незна. чительного снижения скорости распада аустенита, при содержании марганца более 4,0 мас.% происходит стабилизация аустенита, за счет чего снижается износостойкость сплава, . Введенный в сплав молибден, подавляя диффузию атомов фосфора к границам зерен, предотвращает образова-ние в этих местах хрупких фосфорных эвтектик. Улучшая дислокационную структуру сплава и обеспечивая упрочнение матрицы сплава за счет ее леги— рования, молибден повышает ударную вязкость сплава. При содержании молибдена менее 0 1 мас % повышение ударной вязкости незначительное, содержание большее, чем 0,8 мас.%, ведет к пересыщению матрицы и, как следствие, к снижению ударной вязкос- 0 ти и износостойкости сплава.

Ванадий и титан вводят в сплав как сильные карбидообразующие элементы, способствующие образованию дисперсных карбидов ванадия и титана типа МС, повышающих износостойкость сплава, причем содержание ванадия и титана ограничено соответственно

3,0 и 1,0 мас.%, так как при большем их содержании в сплаве образуются и растут сегрегации карбидов указанных элементов, что приводит к охрупчиванню сплава. При содержании ванадия и титана ниже нижних пределов (соответственно 0,1 и 0,4 мас,X) количество образующихся износостойких карбидов MC невелико и сущетсвенного влияния на повышение износостой-скости они не оказывают.

Содержащийся в сплаве никель (0,1-0,5 мас.%) приводит к торможению диффузионного распада аустенита, т.е. к его стабилизации, и способствует образованию аустенито-мартенситной структуры сплава, повышая его ударную вязкость. При этом большее, чем 0,5 мас.Х, содержание никеля приводит к увеличению стабилизации аустенитной структурной составляющей сплава и к снижению за счет его иэносостойкости, а меньшее, чем 0,1 мас.%, содержание не способствует возрастанию ударной вязкости„

Кальций, введенный в сплав в указанных пределах (0,05-0,015 мас.Х), способствует,цесульфурации сплава и очищению границ зерен от неметаллических включений, что повышает ударно-абразивную износостойкость и жидкотекучесть сплава. Введение

Р кальция ниже нижнего предела не эффективно, так как ввиду малого содержания не приводит к повышению жидкотекучести и иэносостойкости сплава, а большее его содержание нежелательно, так как нарушает однородность структуры — на границах зерен образуются скопления карбидов, снижающие ударную вязкость и износостойкость сплава.

Нижний предел содержания алюминия в сплаве обусловлен наличием его в шихтовых материалах,а верхний предел — сильным влиянием на количество остаточного аустенита в сплаве.

Сплав выплавляют в дуговой печи

ДСП с основной футеровкой. B качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ванадиевый шлак, электродный бой и гостированные ферроспла" вы. В эавалку подают сталь, феррохром, ванадиевый шлак, ферромарганец.

По расплавлении шихты в жидкую ванну вводят ферромолибден, электродный

Табляца I

Содернанне компонентов, масЛ

С Si Иц

Предноненный 1 1 ° 74

0,34 0,87. 13,96 0,07 0,06 0>02 0,06 0,003 0,07 0,31

Остальное

2 1,80 0,50 15 00 0 ° 10 0,10 0 ° 03 0 ° IO O 005 0 10 0 40

° >

3 2,62 1,13 2,48 18,61 1,47 0,35 0,54 0,33 0,010 0,17 0 ° 73

° >

4 3,50 1,50 4,00 22,00 3,10 0,80 1,00 0,50 0,015 0>25 1,00

5 3,59 l>81 4,23 22,96 3,24 0,89 1>21 0,61 0,02 0,29 1,!2

ИавесгHLN 2,07

1,14 1 2! 19>16 0 43 О 74 О ° 52

0,13

0,06

Таблица 2

Жидкотекучесть, мм

Ударная вязкость, ан, кг.м/см

Ударно-абразивная стойСплав

Предел прочности при растяжении, 68, кгс/мм2 кость, отн. ед.

Предложенный

0 5

0,8

394

413

1,2

1,2

409

1,5

0,9

1,8

397

0,7

1,4

385

Известный

0 6

1,0

370

3 13 бой, ферросилиций. На дно ковша подают алюминий, по заполнении ковша на одну треть вводят силикокальций и редкоземельные металлы. Температура заливки 1460-1380 С.

Химический состав износостойких сплавов представлен в табл. I физико-механические свойства предложенного сплава и известного — в табл.2.

Предложенный иэносостойкий сплав имеет большие в 2 раза ударную вязкость, в 1,5 раза ударно-абразивную стойкость и в l,l раза жидкотекучесть по сравнению с известным, что обусловлено дополнительнам вводом в состав сплава Ni+ Са и Ti.

Формула и э обретения

Износостойкий сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, l

15511 4 ванадий, молибден, алюминий, рсдко земельные элементы и железо, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения ударно-абразивной стойкости, ударной вязкости и жидкотекучести, он дополнительно содержит никель, кальций и титан прн следующем соотношении компонентов, мас.7 :

Углерод 1,8-3 5

10 Кремний 0,5-1,5

Марганец 1,0-4,0

Хром 15-22,0

Ванадий 0,1-3,0

Молибден 0,1-0,8

15 Алюминий 0,03-1,0

Редкоземельные элементы 0.1-0 ° 25

Никель 0,1-0,5

Кальций 0 005-0,015

20 Титан 0,4-!,0

Железо Остальное