Белый чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве мелющих тел. Цель изобретения - повышение кавитационно-эрозионной стойкости и ударостойкости. Новый чугун содержит, мас.%: C 2,8-3,8

SI 0,2-1,2

MN 0,1-0,8

CR 0,1-0,6

TI 0,01-0,05

V 0,15-0,80

CU 0,02-0,30

N 0,007-0,3

MG 0,003-0,08 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна предложенного состава MG позволил повысить кавитационно-эрозионную стойкость в 1,2-1,3 раза, ударостойкость в 1,3-1,6 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСтиЧЕСНИН

РЕСПУБЛИК

„,SU, 354S2

А1 (51) 5 С 22 С 37/10

31 Г

2М!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ С СР

1 (21)4435200/23-02 (22) 02.06.88 (46) 07.03.90. Бюл. N - 9 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов (72) А.А.Владимирова, Э.А.Косогонова,,В.И.Удовиков, В.К.Соленый, А.Ш.Желяков, Б.Б.Модыпевский, Ч.В.Вели-Заде, Ш.Ш.Шихмиров, А.T.Бабаев, N.È.Îðåñòoâ и И.С.Шарапов (53) 669. 15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 836187, кл. С 22 С 37/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1151585, кл. С 22 С 37/10, 1983.

Изобретение относится к металлур» гии, в частности к разработке составов чугуна для изготовления мелющих тел.

Цель изобретения — повышение кавитационно-эрозионной стойкости и ударостойкости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.

Введение магния в состав чугуна способствует очищению от неметаллических включений, гомогенизации расплава, увеличивает плотность структуры, вследствие чего повьппается кавитационно-эрозионная стойкость чугуна. Кроме того, магний способствует повьппению ударостойкости, так как он оказывает упроч няющее действие на чугун воледст(54) БЕЛЫЙ ЧУГУИ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве мелющих тел. Цель изобретения — повышение кавитационно-эрозионной стойкости и ударостойкости. Новый чугун содержит

t мас.ь: С 2,8-3,8; Si 0,2-1,2, Ип

0,1-0 S; Cr 0 1 0 6; Ti 0,01-0 05;

7 0,15-0,80 Си 0,02-0,30; N 0,007О, 3; Ilg О, 003-0, 08; Fe остальное.

Дополнительный ввод в состав чугуна предлагаемого состава Ц, позволил повысить кавитационно-эрозионную стойкость в 1,2-1,3 раза, ударостойкость в 1,3-1,6 раза. 2 табл.

I вие выделения собственных высокотвердых субмикроскопических карбидов, которые армируют хрупкую цементитную составляющую.

Введение меди в указанных коли- «4 » чествах способствует повышению со- Я) противляемости чугуна нагрузке и Я кавитационно-эрозионному износу вследствие увеличения термодинамичес- ф кой активности углерода и выхода его из аустенита, что вызывает увеличение количества карбидов магния и цементита. Кроме того, медь увеличивает микротвердость первичной структурной составляющей за счет. упрочнения с - Ф твердого раствора и увеличения дис- и персности перлита.

Повьппение содержания в сплаве магния выше приведенных концентраций вызывает графитизацию чугуна и снижает его кавитационно-эрозионную l548246 стойкость и износостойкость. При снижении предельной концентрации магния менее 0,003 ударостойкость и кавитационно-эроэионная стойкость сплава практически не увеличивают5 ся,. так как не происходит выделения карбидов магния.

В предлагаемом чугуне снижение пределов содержания кремния, меди, титана и исключение алюминия по сравнению с известным позволяет повысить кавитационно-.эрозионную стойкость чугуна за счет уменьшения графитизирующего действия этих элементов. Кро- 15 ме того, исключение алюминия из предлагаемого чугуна способствует увеличению ударостойкости вследствие устранения окислов алюминия, которые распределяются по границам зерен и охрупчивают сплав. При снижении предельной концентрации меди менее

0,02 ударостойкость сплава практически не увеличивается, так как не проявляется влияние меди на активность 25 углерода и ее упрочняющее действие на перлитную матрицу.

Чугун выплавляют в индукционной печи с основной футеровкой. В каче-. стве шихтовых материалов используют, кг,: литейный чугун 70; стальной лом125; электродный бой 4, 3. Это обеспечивает получение заданных пределов содержания углерода, кремния и марганца.

Для достижения нижнего предела содержания хрома, титана, ванадия и азота вводят следующие ферросплавы,г:

70 . феррохрома 295; 30/ ферротитана

7,51, 4 1 . феррованадия 513 аэотированного ферромарганца 29.

Расход ферросплавов осуществляется с учетом коэффициента усвоения хрома

0,97; титана 0,90; ванадия 0,95 и азота 0,70.

Ввод указанных ферросплавов производят в ковш при заполнений его на одну треть. Для легирования чугуна магнием и медью используют Cu-IIg. лигатура, 100 r которой вводят в .

50 ковш. Медь усваивается практически полностью, а коэффициент усвоения магния 0,05.

Заливка металла производится в металлические формы при 1350—

1450 С. Отливают по 28 мелющих тел каждого варианта. От каждого варианта отбирают по десять мелющих тел для испытания на ударостойкость и кавитационно-эроэионную стойкость и пять тел для определения износостойкости.

Испытания на ударостойкость проводят на вертикальном копре и определяют ее как количество ударов до разрушения мелющего тела при падении на него с высоты 1 м груза весом

75 кГс.

Кавитационно-эрозионную стойкость мелющих тел определяют в среде водопроводной воды с помощью диффуэора при давлении воды на выходном конце

1, 10 ° 10 Hlм, напорном давлении

31,7 10 Н/м и скорости потока

22 м/с. Используют образцы в виде пластинок размерами 20 х 40 мм и толщиной 3-5 мм.

Для определения износостойкости иэ мелющих тел вытачивают образцы диаметром 10 мм и длиной 25 мм. Испытание проводят на машине MH-1М сухим трением скольжения образца по абразивному кругу при давлении

20 дин/см и скорости вращения

1 05 м/с, Химические составы известного и предлагаемого чугуна и уровень их свойств приведены в табл.1 и 2 соответственно.

Как следует иэ табл. 1 и 2 дополнительный ввод элементов в состав предлагаемого чугуна позволит повысить по сравнению с известным чугуном кавитационно-эроэионную стойкость в

1,2-1,3 раза, а ударостойкость в

l1,3-1,6 раза.

Формула изобретения

Белый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, медь, азот и железо, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения кавитационно-эрозионной стойкости и ударостойкости, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 2,8-3,8

Кремний 0,2-1,2

Марганец О, 1-0,8

Хром О, 1-О,6

Титан О, 01-0, 05

Ванадий 0,15 0,80

Медь 0,02-0,30

Азот 0,007-0,3

Магний 0,003-0,08

Железо Остальное

1548246

Таблица !

Чугун

Химический состав, мас:Х

° I-т т*т,1 )т т )"

Предлагаемый

28 02 01 01 001 015 002

0,007 0,003 Остальное

3,8 1,2

3;3 0,70

3,4 0,80

3,4 0,80

3,4 0,80

«и»

II

II

3,1 1,55 0,9 0,55 0,21

0,023

0117 0151 Оэ16

Таб лица 2

Ударостойкость Твердость, НВ (количество ударов до раз- Поверх- Объемная рушения) ностная

Кавитационноэрозионная стойкость, мг/м

Чугун

Относительная износостойкость,. Ж

ПредлагаеMblB

2

4

6

Известный

24 . 528 515

26 550 540

27 542 530

24 540 520

29 . 550 545

26 536 . 527

18 490 475

Составитель Н.Косторной

Редактор И.Дербак Техред Л.Сердокова Корректор И,.Эрдейи

Заказ 115 . Тира:к 489 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óàãoðîä, ул. Гагарина, 101

3

5

Известный

78

76

74

72

0,8 0;6 0,05

0,45 0,35 0,03

0,55 0,40 0,035

0,55 0,40 0,035

0,55 0,40 0,035

0,80 0,30

0,48 О, 16

0,55 0,15

0,55 О, 15

0,55 О, 15

0i 300

О, 153

О, 155

О, 155

О, 155

0,080

О, 04 1

0,003

О;04!

0,080

155 !

147

100