Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может бь1ть использовано при изготовлении деталей щековых и конусных дробилок. Цель изобретения - повьшение абразивной стойкости в условиях воздействия высоких удельных давлений. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,5-3,5i Si 1,5-3,0; Mn 1,6-2,6; Cr 6,2-10,0; Ni 4,1-5,0; Mo 0,1-1,0; Cu 0,2-0,5; Co 0,5-1,5 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Со, увеличение в нем содержания Мп с 0,4-1,0 до 1,6-2,6% и Ni с 2,5-4,0 до 4,1-5,0%, а также уменьшение в нем содержания Си с 1,3-4,0 до 0,2-0,5% обеспечит повьшение абразивной износостойкости в 1,8 раза.. 1 табл. ( (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК Cpr .>, „

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ,и

Лау ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) .4108839/31-02 (22) 08.08 ° 86 (46) 15 01.88. Бюл. Р 2 (71) Донецкий политехнический институт (72) В,Л,Пилюшенко, А.N.Çáoðùèê, 1О,С.Шаповалов, Г,А,Петелин, А Е,БУрочкин, Ь.П.Моисеев и П,Е.Власов (53) 669,15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 494427, кл, С 22 С 37/06, 1964.

Патент Швейцарии Ф 585797, кл. С 22 С 37/10, 1977. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано

„„SU„„1366548 А 1 (51)4 С 22 С 37/06 при изготовлении деталей щековых и конусных дробилок. Цель изобретения— повышение абразивной стойкости в условиях воздействия высоких удельных давлений. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас,X: С 2,5-3,5; Si 1,5-3,0; Мп

1,6-2,6 ; Cr 6,2-10,0; Ni 4,1-5,0;

Мо 0,1-1,0; Си 0,2-0,5; Со 0,5-1,5 и Fe остальное, Дополнительный ввод s состав чугуна Со, увеличение в нем содержания Мп с 0,4-1,0 до

1,6-2,6Х и Ni с 2,5-4,0 до 4,1-5,0Х, а также уменьшение в нем содержания

Си с 1,3-4,0 до 0,2-0,5Х обеспечит повышение абразивной износостойкостн в 1,8 раза, 1 табл, 1

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке состава чугуна для деталей щековых и конусных дробилок, 5

Цель изобретения — повышение абразивной износостойкости в условиях воздействия высоких удельных давлений, Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

Содержание углерода в чугуне предлагаемого состава находится в пределах 2,5 — 3,5, В таком количестве углерод, являясь элементом, входящим в состав карбидов, способствует получению требуемой износостойкости сплава. Уменьшение содержания угле,рода (ниже 2,5 ) ведет к уменьшению 2О количества карбидной фазы и снижению износостойкости (в условиях воздействия высоких удельных давлений), а увеличение (более 3,5X) приводит к графитизации чугуна, снижению его 25 износостойкости в условиях высоких удельных давлений.

Кремний в чугуне находится в пределах 1,5 — З,OX. Кремний повышает температуру эвтектической кристаллизации, уменьшает влияние скорости охлаждения, растворяясь в аустените, способствует его упрочнению, повышению микротвердости, а следовательно, и износостойкости всего сплава. При содержании кремния менее 1,5Х его влияние на упрочнение аустенита недостаточно, а повышение содержания кремния более 3,0 приводит к графитизации чугуна, что от- 4р рицательно сказывается на его износостойкости.

Марганец в чугуне находится в пределах 1,6 - 2,6 . В таком количестве он вводится для стабилизации аустенита и подавления перлитного расплава, При содержании марганца менее

1,6 подавление перлитного расппава не происходит и износостойкость сплава в условиях высоких удельных давлений низкая, Повышение содержания марганца более 2,0Х приводит к некоторому снижению микротвердости аустенита, что отрицательно сказывается на износостойкость чугуна в условиях воздействия высоких удельных давлений.

Никель в чугуне предлагаемого состава находится в пределах 4,1

48 2

5,0Х, Вводится никель в чугун для повьппения его пластических свойств и увеличения ударной вязкости, что делает возможным применение данного чугуна в условиях воздействия высоких удельных давлений, При содержании никеля менее 4,1Х требуемого приращения ударной вязкости не наблюдается. При повышении содержания никеля более 5,0 происходи1 графитизация чугуна, что отрицательно сказывается на его износостойкость в условиях высоких удельных давлений.

Содержание хрома в чугуне находится в пределах 6,2 — 10,0X В таком количестве хром образует специальные карбиды типа Cr С и подавляет графитизацию, которой способствуют кремний, никель и медь. Основной функцией хрома является получение требуемой износостойкости сплава за счет насьпцения аустенитной матрицы специальными карбидами Cr„С>. При содержании хрома менее 6,2 в структуре сплава присутствует перлит и графит, Такая структура не обеспечивает высокую износостойкость в условиях воздействия высоких удельных давлений. Повышение содержания хрома более 10,0 неэффективно (при условии применения сплава для изготовления деталей, работающих в условиях высоких удельных давлений ), поскольку значительно увеличивается количество карбидной фазы. Карбиды сильно укрупняются, что приводит к их хрупкому выкрашиванию в процессе абразивного износа в условиях высоких удельных давлений, и дальнейшего прироста износостойкости не наблюдается, Содержание молибдена в чугуне находится в пределах 0,1 — 1,0X. Молибден вводится в чугун для повышения его прочности и износостойкости, Растворяясь в карбидах, молибден увеличивает их твердость, Присутствуя в небольшом количестве в твердом растворе, молибден также способствует повышению его твердости. Следовательно, упрочнив карбидную фазу и матрицу сплава, молибден положи-. тельно влияет на повышение износостойкости чугуна в условиях воздействия высоких удельных давлений. При содержании молибдена в количестве менее 0,1Х заметного увеличения из35

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повыше4 ния абразивной износостойкости в условиях воздействия высоких удельных давлений, он дополнительно содержит кобальт при следующих соотношениях компонентов, мас,Х:

4 . Углерод 2,5 — 3,5

Кремний 1,5 — 3,0

Марганец 1,6 - 2,6

Хром 6,2 - 10,0

Никель 4,1 - 5 0

Молибден 0,1 - 1,0

Медь 0,2- 0,5

Кобальт 05-1,5

Железо Остальное з 13665 носостойкости не наблюдается. Повышение содержания молибдена более

1,0 не приводит к значительному росту износостойкости в условиях воздействия высоких удельных давлений в виду сильного укрупнения карбидов и хрупкого их растрескивания.

Содержание меди в чугуне находится в пределах 0,2 — 0,5Х. Медь вводится в состав предлагаемого чугуна с целью выравнивания прочностных свойств чугуна по сечению отливки.

Медь, растворяясь в аустените чугуна, расширяет у -область по сечению от- 15 ливки. При этом, происходит торможение диффузионного распада аустенита в глубинных участках стенок отливки, что способствует получению равномерной структуры и свойств по сечению 2р отливки. Это позволит повысить эксплуатационные характеристики изделия.

Содержание меди в количестве менее

0,2 недостаточно для заметного выравнивания свойств чугуна по сечению 25 отливки, Содержание меди в количестве более 0,5 понижает твердость чугуна, что отрицательно сказывается на его износостойкости в условиях высоких удельный давлений. 30

Содержание кобальта в чугуне находится в пределах 0,5 — 1,5Х. Кобальт в состав предлагаемого чугуна вводится с целью повышения абразивной износостойкости в условиях воздействия высоких удельных давлений, Кобальт, растворяясь в аустенитной составляющей сплава по способу замещения, увеличивает ее пластичность предотвращая тем самым отслаивание микрообъемов аустенита в процессе воздействия высоких удельных давлений, Повышая пластичность аустенита, кобальт способствует прочному закреплению карбидов в аустенитной матрице, что в целом способствует повышению износостойкости чугуна.

Помимо этого кобальт, являясь единственным элементом, повышающим мартенситную точку, способствует протеканию мартенситного превращения в аустенитной составляющей сплава B процессе воздействия высоких удель48 4 ных давлений. При содержании кобаль- та менее 0 5Х эффекта упрочнения закрепления карбидов и упрочнения эоны износа в условиях воздействия высоких удельных давлений не наблюдается ° При повышении содержания кобальта более 1,5Х он (совместно с никелем и кремнием) способствует графитизации, что сильно снижает износостойкость чугуна в условиях высоких удельных давлений.

Чугун выплавляется в индукционной печи с применением в качестве шихтовых материалов: чушковый чугун, электродный бой, никель, медь, ферромарганец, ферросилиций, ферромолибден и кобальт. Компоненты шихты вводились с учетом потерь на угар при плавке. Химические составы известного и предложенного чугунов и их свойства приведены в таблице.

Как следует из таблицы дополни-, тельный ввод в состав чугуна кобальта, уменьшение в нем содержания меди с 1,3-4 до 0,2-0,5Х а также повышение в нем содержания никеля (с

2,5-4 до 4,1-5X) и марганца (с 0,4:1,0 до 1,6-2,6 ) обеспечили повышее абразивной износостойкости в

1,8 раза.

Ф ор мул а и s о б р е т е ни я

1366548

ba

Ийа

Химическзе злемезчы, вес.Z

С SC

ЕЕреддо" евзапий

I 2,4

8,7

6!3 797

626 806 14

7;б

2 2,5

6 l

10,б !,0

10,1 I O I

4 Зр5 3 0 2,6 5 0

0,5 1 5 612 . 809

0,6 1,6 605 783

7 ° 2

5 Э,б Э,I

2,7 5 ° 1

8,3

Извес Езай . .6 25 15 04

433 691

1,3

2,5 8,0 О, 4

7 I2,4

486 709 9 10, 7

442 677 7 11,9

Составитель Н.Косторной

Редактор И,Сегляник Текред М.Дидык Корр ек тор М,Шароши

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

1,4 1,5 4,0 6,1 0,09 0,1 0,4

1 5 1,6 4,1 6,2 O,I . 0 2 0 5

Э Э 0 2 25 2 1 4 45 8 1 О 55 0 35 1 0 638 . 816

7 310 2,0 0 7 3,25 10,0 I ° 3 2 65

8 3,5 2,5 1,0 - 4 0 12,0 2,2 4 0

Заказ 6777/24 Тираж 593 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

АоразязНмй ИЯнос з условиях зоэдействиз высо» хих удельаах дезпензй, мг