Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях ударно-абразивного износа. Цель изобретения - повышение ударной вязкости и ударно-абразивной стойкости. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,2-3,4; Si 0,6-2,0; МП 1,0-3,8; Сг 17-25; Мо 0,5-2,0; Ni 0,9-1,2; Се 0,02-0,1; Al 0,01- 0,04; Ва 0,01-0,08, В 0,005-0,05 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна В и Ва, а также повышение в его составе содержания Ni с 0,8 до 0,9-1,2% обеспечили повышем ние ударной вязкости в 1,8-2 раза и ударно-абразивной стойкости в 1,1-1,4 раза. 2 табл. S (Л со 00 00 00

COlO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1348381 А1

158 4 С 22 37 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4014644/22-02 (22) 30.01,86 (46) 30.10.87. Бюл. № 40 (72) В.Б.Киселев, Ю.А.Кащенко, В.К.Едемский, В.Ф.Паляничка, С.Е.Кондратюк, В.А.Афонин, Г.Г.Луценко, А.Ф.Москаленко, Л.А.Сокирко и В.А.Березин (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 663748, кл. С 22 С 37/06, 1978.

Авторское свидетельство СССР № 1315511, кл. С 22 С 37/10, 1985. (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях ударно-абразивного износа. Цель изобретения — повышение ударной вязкости и ударно-абразивной стойкости. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.l: С 2,2-3,4; Si 0,6-2,0;

Мп 1,0-3,8; Cr 17-25; Мо 0,5-2,0;

Ni 0,9-1 2; Се 0,02-0,1; А1 0,010,04; Ва 0,01-0,08, В 0,005-0,05 и

Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна В и Ва, а также повышение в его составе содержания Й! с 0,8 до 0,9-1,27 обеспечили повыше ние ударной вязкости в 1,8-2 раза и ударно-абразивной стойкости в

1,1-1,4 раза. 2 табл.

1348381 г

Изобретение относится к металлурнии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа.

Цель изобретения повьппение ударной нязкости и ударно-абразивной стойкости.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения . Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим образом.

Введение в сплав углерода в указанных пределах необходимо для об разования в структуре сплава оптимального количества мелких карбидов

M,Ã, и М С. При содержании углерода ниже 2,27. количество износостойких карбидов уменыпается и возрастает количество аустенита, что ведет к снижению износостойкости сплава.

Содержание углерода более 3,47 нежелательно, так как приводит к образованию крупных игольчатых заэвтектических карбидов, резко снижающих ударную вязкость и износостойкость сплава.

Повышенное количество хрома (17257.) необходимо для образования комплексных карбидов типа М,С, придаюпьнх чугуну макси альную износостойкость. При содержании хрома более

257. в структуре чугуна появляются более крупные и хрупкие карбиды типа

M С н ударно †абраэивн иэносостойкость чугуна падает.

Марганец и никель введены в сплав как аустенитсобразующие элементы, при этом указанное количество марганца (1,0-3,87.) способствует повышению ударной вязкости сплава. Большее чем 3,87. содержание марганца не требуется, так как не оказывает дальнейшего воздействия на повышение ударной вязкости без снижения износостойкости, меньшее чем 17. содержание марганца не эффективно.

Кремний и алюминий являются необходимыми технологическими добавками, вводимыми в сплав для раскисления и повышения его жидкотекучести, а также с целью более полного усвоения бора, бария и церия. При этом более полное раскисление сплава обеспечивается за счет образования в расплаве cmfvxa a IinO S i Oz, легко переходящего в шлак. При большем чем 27. содержании кремния в сплаве

50 образуются сегрегации силицидов по границам зерен, резко снижающие ударную вязкость сплава. Нижний предел содержания кремния обусловлен наличием его в шихтовых материалах.

Алюминий, введенный в сплав (0,01 0,047), образует дисперсные частицы соединений A1N и AlzO, способствующих повышению жидкотекучести сплава при литье и обеспечивающих получение мелкозернистой структуры чугуна при остывании отливки в форме. При содержании алюминия менее

0,017 количество образующихся частиц мало и действие их неэффективно„ при содержании более 0„047. велико пленообразование на струе, Что снижает жидкотекучесть сплава.

Церий замедляет диффузию элементов в жидком расплаве, предотвращает образование в нем крупных труднорастворимых частиц карбидов марганца в виде скоплений, что обеспечивает относительную однородность структуры.

Содержащийся в сплаве молибден (0,5-27), образуя дисперсные равномерно распределенные по объему матрицы карбиды, существенно повышает ударно-абразивную износостойкость сплава. Кроме того, молибден улучшает дислокационную структуру сплава и подавляет диффузию атомов фосфора, находящихся в сплаве, к границам зерен, связывая их в межатомные пары

M — P, что предотвращает образование хрупких фосфидных эвтектик по границам зерен во время кристаллизации и межзеренное раврушение при ударных нагрузках, тем самым понышая ударную вязкость сплава и его износостойкость. При содержании молибдена менее 0,57 количества его недостаточно для подавления диффузии атомов фосфора и образования большого числа упрочняющих матрицу карбидон Мо С, содержание молибдена большее чем

27 ведет к укрупнению и коагуляции карбидон, снижению ударно-абразив ной износостойкости сплава и экономически не выгодно.

Бор, введенный в укаэанных пределах (0,005-0,057), способствует образованию в структуре сплава небольшого количества дисперсных упрочняющих частиц гексаборидов церия и бария, повьппающих ударноабразивную износостойкость чугуна, 348381 «ии напряжений и >« 3

-.;Ие 2 ч.

Химические составь«и з ве .. т ««с

0,6- :, и

1. Р-" 8

О 9

«, о

1 . ! — .), ) -1

;); —;l 05,«

;),0

Т,: б

Чугу««

"Химический состав ма с,,;

Si Mn (Cr V / Мо (N « А) ! ! I

Известный 1 2,62 1, 13 2;48 I 8,6) 1,47 О, 35 О, 33 .) Пр«д.-Br Be2 1,9 036 092 !6,13 — 042 0;8,),,,, 3 2,2 0,60 1,0 17Ä0 - 0,50 0,90 0,01.5 «й

Л «) l! ЗН

2,8

l,23 2,4

2,00 3,8

2,17 4,1

21,2

25,0

1,31 1,12 0,024

20 1,-0 004

3,4

3,6

26,18 — 2,14 ),25 0,05

3 1 си.якает ", ехнологи «ескую темпе ратуру разливки сплава, обе,спечивая совместно с церием и барием необходи.мый уровень жидкогекучести сплава.

Барий введен в состав чугуна ие только как эффективный десульфуратор и дегазатор (с««особствует удапению из сплава серы, азота, киспорода и водорода), но главным образом как BY,iивн.;.й модификатор, изме»« чающий при кристаллизации, в значит -льнои степени деидриты быв .его аугтенита, уменьшающий количе-тво эвтектики и способствующий ее равномерному ра« пределению В межденцритных пространствах. Так«; образом, устраняя х««:".Ическую и стр,«êтуоиую неодиород«г г=. в разл «ч««««х сечеииях отливки измельче«я ст««ук"" ур«««« ставляю«дие сплавы, барий вует повышению ударной вя к ° > износов гойкосги чугуна.

Иэио«остойкий чугун вьв«наваял» а

ВысокGчBcтОTHGÉ индукц!«««i!«G«l >. «и

ЛПЗ-67. В качестве шихтовых »,-;ер, -:.лов использовали отходы стали - «Pi;, электродный бой и гостированные ферросплавы, В завалку давали баталь

40Х, ферромаргаиец, феррохром. Пг расплавле««ии зив злки в жидкую h -ину вводили никель, ферросилиций, ферромолибдеи, эле тродиый бой. lа дио ковша давали а-.юми««ий, по эап. ««иеии « ковша на одну треть вводили ферроце" рий, ферробор и ферросиликобарий.

Отливки подвергали отпуску для "няг редлагаемого чугунов приведе«» i

5 табл. 1,. а их свойства — в табл 2.

Как следует >.-з табл. . и по.: тельнь(й Ввод В GGC тah прад«п«- гаем« чугуна бора и оария и повыш« .Ие его составе содержания иик =п я с

О, 1-0,5 до 0,9- ), i с беспеч« пи и: вышение ударной Вязкости в ),8--2 раза и „ да«;и,«- ор- -;i . : . . «. в .. 1- ),- раза.

«5

Ф о р м у л а» э с, р .- е = и

Износа .ТG«Y.»», . - .,д«-.«;..-,«»:и

;«род, Y!ре«"ний, !Bог.-.«..ац, «р., и;«, «ибден i««-:кель, церий. а;л«.а;««;« железо, а г )1 и ч а к щ ii и тем, что ; целью псвышен»=. д

В я ь кг«сти:«, дdpHQ абраз»В и «« . . Й кости, ои оп-злиительио соцер«з-т барий и б « -т1-и следующе«-. G::гн; н»н Ko«1(l « ов, мас

Углер< 2. 2- ).

Кремний

«)аргаисц

30 Хром « — . 5

1.1ол»б«. ен

Нике,г«ь

«Г

Церии

Алюм.«ний,) «3

Барий

Бор

Жеп1348381

Продолжение табл.1

Химический состав мас.7

РЗМ В Ва Се

Чугун

Т1 Са Fe

0,73 0,01 О, 17 — — - Остальное

Извес тный

1редлагаемый

09003 09007 0901 -и0,005 0,01 0,02

Варианты

0,03 0,04 0,05

0,05 0,08 0,1

0,08 0,1 0,2

Т а блица 2

ЖидкотеЧугун кучесть9 мм

409

1,0

Известный 1 57

0,12

Предлагаемый 2 54

342

0,8

0,18

358

0,24

3 56

379

1,3

Варианты 4 58

0,27

l,4

393

5 63,5

0,22

334

1,2

6 64

0,13

Составитель Н.Косторной редактор M.Íåäoëóæåíêî Техред А.Кравчук

Корректор И.Муска

Заказ 5166/26 Тираж 604

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Твердость, НРС .

Ударная вязкость, KCU, МДж/м

Ударно- абразивная

ИЗНОСОстОЙкость9 ед.