Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве деталей шаровых мельниц. Цель - повышение механических свойств, износостойкости и ударно-усталостной долговечности. Новый чугун содержит ,, мас.%: С 2,75-3,1; Si 0,8- 1,1; Мп 0,7 - 1,3; Сг 13,5 - 17,5; Ко 1,3 - 2,6; Ni 0,3 - 1,0; Zr 0,09 - 0.6; Са 0,02 - 0,05; Со 0,08 - 0,28; Те 0,002 - 0,03 и Fe - остальное. Дополнительчый ввод Со и Те в чугун предложенного состава позволил повысить механические свойства 0 в 1,08- 1,27 раза, износостойкость - в 1,27- 1,67 раза, ударно-контактную долговечность с 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5))5 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flPH ПО1Т СССР (21) 4616134/02 (22) 05.12.88 (46) 15.02.91. Бюп. Р 6 (71) Могилевский областной клуб самодеятельного технического творчества (72) Е,.И.Марукович. М.И.Карпенко, А.П.Мельников и С.В.Стрельцов (53) 669 ° 15-,96 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 973655, кл. С 22 С 37/10, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 779428, кл. С 22 С 37/ 10, 1978.

I (54) ИЗНОСОСТОИКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для бронеплит шаровых мальниц.

Цель изобретения — повышение механических свойств, износостойкости и контактно-усталостной долговечности.

Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим, Введенный цирконий микролегирует металлическую основу, измельчает структуру и повышает прокаливаемость и износостойкость при ударно-абразивном износе. При концентрации цир„„SU„„1627580 А 1

2 лургии и может быть использовано при производстве деталей UldpoBt.tx мельниц.

Цель — повышение механических свойств, износостойкости и ударно-усталостной долговечности. Новый чугун содержит„ мас.%: С 2,75-3,1; Si,81,1; Мп 0,7 — 1,3; 0r 13,5 — 17,5;

No 1 3 — 2 6; Ni 0 3 — 1 0; ХгО 09—

0.6; Са 0 02 — 0 05; Со 0 08 — 0,28;

Те 0,002 — 0,03 и Ре — остальное.

Дополнительный ввод Со и Те в чугун предложенного состава позволил повысить механические свойства 0 ц в 1,08—

1,27 раза, износостойкость — в 1,27—

1,67 раза, ударно-контактную долговечность. 2 табл кония до О, 09 мас . Х и з мел ьч ение Ме структуры и повышение износостойкос- ) ти недостаточны, а при концентрации Я

era более 0,6 мас.% снижаю1ся упруго- Д пластические свойства и увеличивает- д ся износ.

Q0

Кальций модифицирует и раскисляет чугун, повышая плотность и монолитность матрицы, очищает границы зерен, что обеспечивает существенное повышение стабильности и износостойкости.

При концентрации кальция до 0,002 мас.% модицифирующий и раскисляющий Ь эффекты недостаточны, а плотность чугуна в отливках и износостойкость низкие: при концентрации кальция более 0,05 мас,% повышается содержание неметаллических включений и сни1 бг 7580 жается стабильность структуры, герметичности, износостойкости и служебных свойств.

Кобальт, введенный в количестве

0,08 — 0,28 мас.Х, микролегирует матрицу, повышает ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает износостойкость. Его концентрация принята от содержания (0,08 мас.Х), с которого начинает сказываться его влияние .на износостойкость, и ограничено концентрацией 0,28 мас.Х, вьппе которой снижаются упругопластические и эксплуатационные свойства.

Теллур, отбеливает, измельчает структуру, повьппает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость. При концентрации теллура до 0,002 мас.Х его модифицирующий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости сказываются незначительно, а при концентрации теллура более 0,03 мас./ увеличивается содержание неметаллических включений по границам зерен, снижаются пластические свойства, износостойкость при ударно-абразивном износе, Никель. упрочняет матрицу, повьппает ее коррозионную стойкость, увеличивает термостойкость, стабильность структуры, износостойкость при ударно-абразивном износе, что обеспечивает повышение ударно-усталостной долговечности. Концентрация никеля менее 0,3 мас.Х приводит к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости, а при концентрации никеля более

1,0 мас.Х снижается стабильность структуры, повьппается содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при ударно-абразивном износе.

Хром обеспечивает высокую стойкость и твердость матрицы, что обеспечивает высокие характеристки иэносостойкости. При увеличении содержания хрома более 17,5 мас.Х снижаются трещиностойкость, эксплуатационная и ударно-усталостная долговечность.

Содержение хрома ограничено 13,5 мас.Х так как при более низком содержании его снижаются твердость и однородность структуры, механические и

1О

55 эксплуатационные свойства, Содержание молибдена принято в количестве

1,3 — 2,6 мас.Х, что способствует улучшению структуры, повышению твердости, коррозионной стойкости и износостойкости при ударно-абразивном износе. Увеличение содержания молибдена более 2,б мас. снижает пласти-ческие свойства и стабильность износостойкости °

Содержание основных компонентов (углерода 2,75 — 3,1, кремния 0,8

1,1 и марганца 0,7 — 1,3 мас.Х) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при ударноабразивном износе и высокие эксплуатационные свойства, При увеличении содержания углерода более 3,1 мас./, кремния более

1,1 мас./ и снижении марганца менее

0,7 мас. . повышается содержание перлита в структуре и снижается износостойкость.

Пример. Плавки износостойких чугунов известного и предложенного составов проводят в открытых индукционных печах методом переплава.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чугунный лом, возврат собственного производства, полуфабрикатный ни-. кель НПЗ, ферромолибден, феррохром, ферромарганец и другие ферросплавы.

Тугоплавкие и неокисляющиеся легирующие добавки вводят вместе с шихтой, а легкоплавкие и лигатуру ФСЦВ-30— после раскисления металла эа 5 — 10 мин перед разливкой металла непосредственно в литейные ковши вместе с модификаторами (теллуром и силикокаль-тием) .

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до 350-450 (; в печь при наличии "болота", перегрев расплава до температуры 1450-1530 С.

В табл.1 приведены химические составы иэносостойких чугунов ряда плавок. Определение содержания ингредиентов в чугунах проводят по стандартным методикам количественного дифференцированного химического анализа.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства иэносостойких чугунов опьггных плавок. Стре5 16 лу прогиба определяот на цилиндрических образцах диаметром 30 мм.

Как следует из табл . 1 и 2, дополнительный ввод в ссстав предложенного чугуна теллура и кобальта позволил повысить 5,2 в 1,08 — 1,27 раза, износостойкость — в 1,77 - 1,67 раза и контактно-усталостную долговечность в 1,4 — 1,53 раза.

27580 4 ческих свойств, износостойкости и контактно-усталостпой долго1 ечности, он дополнительно содержит кобальт и теллур при следующем соотношении компонентов, мас.Х:!

Формула изобретения

Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, цирконий, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения механи15

Таблица 1

Солернаине конпон итон, нас.г ° чугуне ь

Предлокенньа!

2 ь

Конпонент

Изкестньа1 (ост.!

Кзаестчьгп чугун соперннт, Х: А! 0,11 8 0,03.

Таблица 2

Налненоаанне показателей Снойстеа чугуна

Г ь ) 1 (ь

Предал прочности при изгибе, Ива

Стрела прогиба, нн

Препон нынослнеостн при нэгнбе, ИПа

Износостойкость прн ударно-лг рззненон износе, у„„i, „

Контактно-усталостнал долгоеечность, тьк..нээклгв

Козффн рэент износостойкости

956

» ° г

972

10,6

831

9,0

6,3

410

465

275

12,6

14,2

16,6 г1,1

192 чвв

l25

175

12,8

13,6

8 ° 9

14 ° 1

Составитель Н.Косторной

Техред Л.Сердюкова

Корректор М. КУчеРЯваЯ

Редактор А.Каковская

Заказ 3!7 Тираж 374 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 1О1

Углерод

КренннЯ

Иарганеп

Крон

Никол ь

Иопнбден

Кап ьциЯ

КобалЬт

Цирконий

Теппур

Нелезо

2,9 о,з

U,5

1В,2

0,06

2,3

О, 12

О,2

2,75

0,В

0,7

13,5

0,3

13 о,оог

0,08

0,09

0 ° OO2 ост.

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Молибден

Цирконий

Кальций

Кобальт

Теллур

Железо

2,9

1,О

192

16, 18

0,55

1,85

0,003

0ill

0,24

O ° OO4 ост.

З,1

1,1

1,Э

17,5

1,0

2,6

0,05

0,28

0,6 о,оз ост.

2,75 — 3,10

0,8- 1,1

0,7 - 1,3

13,5 — 17,5

0,3 - 1,0

1,3 — 2,6

0;09 — 0,6

0,02 — 0 05

0,08 — 0,28

0,002 — 0,03

Остальное