Чугун для прокатных валков

 

Изобретение относится к метанлургии и может быть использовано при производстве чугунных прокатных валков . Цель изобретения - улучшение износостойкости и повышение предела прочности при кручении при температуре 8QO°C. Предложенный чугун содержит компоненты в следующем соотношении , мас.%: С 3,6 - 3,9; Si 0,35- 0,85; Мп 1,4 - 1,9; Сг 0,05 - 0,3; Ni 0,3 - 0,8; Ti 0,01 - 0,05; Р 0, 2 - 0,4; Си 1,8 - 2,6; N 0,01 - 0,03 и. Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна азота и изменение в нем соотношения Si, Мп и Си позволяют улучшить износостойкость в 4,1 - 4,3 раза i . овысить предел прочности при кр ении в 1,4 - 1,6 раза, 2 табл. с S

сОюз сОВетсних сОциАлистичесних

РЕСПУБЛИН (19) (И) 471 А1 (51)5 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

- К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ll0 изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГННТ СССР (21) 44669 70/02 (22) 22.07.88 (46) 23.03.91. Бюп. Ф 11 (71) Украинский научно-исследовательский институт металлов и Днепропетровский металлургический институт (72) Т.С.Скобло, Л.Н.Вершинина, A.Â.Ïóçûðüêoâ-Уваров, А В.Вихров, К.Я.Денисенко, В.А.Рямов, В.И.Комляков и Р.Х.Гималетдинов (53) 669. 15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 840182, кл. С 22 0 37/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

1005491, кл. С 22 С 377/10, 1986. (54) ЧУГУН ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к металИзобретение относится к области металлургии, в частности к разработ. ке составов чугуна для прокатных валков.

Цель изобретения — улучшение износостойкости и повьппение предела прочности при кручении при 800 С.

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

При содержании углерода менее

3 67 снижается уровень твердости (износостойкости) рабочего слоя валков и ухудшаются литейные свойства (увеличивается усадка и уменьшается жидкотекучесть), При увеличении концентрации углерода более 3,97 в структуре отбеленного слоя появляет2 лургии и может быть использовано при производстве чугунных прокатных валков. Цель изобретения — улучшение износостойкости и повышение предела прочности при кручении при температуре 800 С. Предложенный чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7.: С 3,6 — 5,9; Si 0,35—

0,85; Ип 1,4 — 1,9; Cr 0,05 — 0,3;

Ni 0,3 — 0,8; Т1 0,01 — 0 05; Ð0,2—

04; Си 18 — 26; N001 — 003и, Fe — остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна азота и изменение в нем соотношения Ба, Мп и Си позволяют улучьить износостойкость в 4,1 — 4,3 раза и: овысить предел прочности при кр ..енин в 1,4 — 1,6 раза. 2 табл. ся гнездообразный графит, что является браковочным признаком для отливок из отбеленного чугуна.

Кремний является основным регулятором степени графитизации чугуна °

При содержании кремния менее 0,35Х в структуре шеек выделяется цементит, что приводит к снижению их обрабатываемости, а при содержании более .0,853 не обеспечивается необходимый уровень твердости и износостойкости ,рабочаго слоя валков, Марганец совместно с никелем и медью. обеспечивает новьппение степени дисперсности продуктов эвтектондного превращения аустенита. При содержании марганца менее 1,4/ выпеляется сорбит, что приводит к снижению

1636471 ь твердости рабочего слоя, при содержании более 1,9Х медленноохлаждающиеся части отливок (шейки валков) приобретают структуру половинчатого чугуна, что приводит к снижению их обвабатываемости и повышению транскрисгалличности.

Никель совместно с марганцем и медью обеспечивает повышение степени исперсности продуктов эвтектоидного превращения аустенита, а совместно с кремнием и медью обеспечивает компенсацию отбеливающего влияния хрома и марганца. При содержании никеля ! менее O,ЗХ в быстроохлаждающихся частях отливки не обеспечивается необходимая степень дисперсности продуктов эвтектоидного превращения аустенита, а в медленноохлаждающихся частях выделяется цементит. При содержании никеля более 0,8Х возрастает себестоимость чугуна ввиду высокой стоимости.

Хром в пределах 0,05 — О,ЗХ способствует повышению твердости отбеленного рабочего слоя. и прочности шеек валков. Однако при концентрации хрома более 0,37 ухудшается обрабатываемость и увеличивается транскристалличность чугуна за счет увеличения кристаллов цементита.

Титан в пределах 0,01-0,05Х ис— пользуется для уменьшения транскристалличности макроструктуры в рабочем слое валков, при содержании менее

0,017 такое влияние титана незначительно, а при содержании более 0Ä057, снижаются механические свойства чугуна при повышенных температурах.

Фосфор используется для предотвращения образования горячих трещин в рабочем слое валков. При содержании фосфора менее 0 2Х брак по трещинам снижается незначительно, а при содержании более 0,40Х увеличивается транскристалличность и снижается обрабатываемость,за счет образования

: выделений фосфидной эвтектики.

Медь аналогично марганцу и никелю способствует повышению дисперсности продуктов эктектоидного превращения аустенита и в предлагаемом чугуне частично заменяет марганец, в отличие от которого не растягивает, а сокращает переходную зону со структурой половинчатого чугуна, при этом не только обеспечивает получение необходимой структуры в металлической

Для определения износа при ра50 диальной нагрузке 21,5 кг и сопротивления кручении приготовлены сПлавы с граничнь ы и оптимальными соотношениями всех ингредиейтов. Лля обеспечения сопоставительного анализа выплавлен известный чугун с оптимальным соотношением ингредиентов (табл,1). Физико-механические свойства при 800 С чугуна известного

30 матрице быстроохлаждающихся частей отливки, но и повышает обрабатываемость чугуна при снижении стоимости.

При вводе меди более 1,8Х часть ее выделяется в свободном виде в чугуне, что способствует повышению обрабатываемости. Нижний предел концентрации меди (1,8/) обосновывается эффективным влиянием ее на структуру металлической матрицы при понижении содержания марганца. При содержании более 2,6/ (ввиду пониженной концентрации кремния в отделенном чугуне) медь больше не оказывает упрочняющего действия на чугун, так как основная ее масса выделяется в свободном виде.

Азот в указанных пределах (0,01

0,03Х) оказывает упрочняющее действие на чугун при IIQBbJllleHHbIx температурах и снижает транскристалличность (соответственно, анизотропию механических свойств). Являясь мартенситообразующим элементом, азот позволяет снизить содержание никеля и .марганца в чугуне, что обеспечивает уменьшение стоимости, улучшение обрабатываемости. При содержании азота менее 0,017. его эффект практически не проявляется, а при содержании более 0,03/ возрастает опасность появления газовой пористости в отливках.

Пример. В индукционной печи ИЧМ-6 выплавляют чугун следующего состава, мас.Х: С 3 75; Si 0 60;

Ип 1, 7; Cr О, 18; Ni О, 55; Ti О, 03;

Р 0,3; Си 2,2; N 0,02; Fe — остальное. В качесте шихты используют чугун ЧВ-2, лом хромоникелевых валков и стальные металлоотходы. Кремний, марганец, титан и азот вводят в виде ферросплавов, никель — в виде катодной меди.

Чугун перегревают в печи до температуры 1450 2 5 С и заливают техо, нологические пробы при 1320 + 5 С.

Таблица 1

Содержание элементов, мас.Х, в составе

Состав

С Si Мп Сг Ni Cu P Ti К Fe

1,7 0,55 0,3 0,3 0,35 0,28 0,07 — Остальное

Известный

ПредлагаеMblH

2

3,5

1,8 0,2 0,01 0,01

2,2 0,3 0,03 0,02

2 6 Оу4 0105 0,03

3,6 0 35 1,4 0 05 0,3

3,75 0,6 1,7 0,18 0,55

3,9 0,85 1,9 0,3 0,8

Таблица 2, Состав чугуна

Сопротивление кручению, МПа

Износ при радиальной нагрузке 21,5 кг, мм

251

О, 173

Известный

Предлагаемый 1

366

402

363

О, 042

О, 040

О, 041

Составитель Н. Косторн:-:й

Редактор Н.Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор И,Муска

Заказ 798 Тираж 384 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, 101

5 1636471

6 и предлагаемого составов представ- и повышения предела прочности при- кру лены в табл,2, чении при температуре 800 С, он доКак следует из табл.1 и 2, допол- полнительно содержит азот при следуюнительный ввод в составах предлагае- щем соотношении компонентов, мас.Х:

5 мого чугуна азота позволяет повысить Углерод 3 6 — 3,9 предел прочности при кручении в 1,4— Кремний 0,35 — 0,85

1,6 раза и улучшить износостойкость Марганец 1,4- 1,9 в 4,1 — 4,3 раза. Кром 0 05 — 0,30

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1О Ни ель

Чугун для прокатных вапков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, Фосфор, медь и

Медь железо, отличающийся тем, что, с целью улучшения износостойкости 15