Чугун для прокатных валков
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве прокатных валиков. Цель изобретения - повышение износостойкости и твердости в рабочем слое валка на глубине 10-30 мм при сохранении уровня теплопроводности и термостойкости. Новый чугун содержит, мае.%: С 33,6; Si 1 - 1,8; Мл 0,5- 1.0; СгО,2 -0,5; TI 0,3 - 0,5; AI 0,1 - 0,3; РЗМ 0.04 - 0,156; Си 0,3 - 0,5; Sn 0,2 - 0,35; Ni 0,6 - 1,6; Fe.- остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна РЗМ, Си, Sn и N1 позволяет повысить износостойкость в 1,35 -1.5 раза, твердость на глубине 10 - 30 мм в 1,15- 1,28 раза при сохранении уровней теплопроводности и термостойкости. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.
РЕСПУБЛИК (19) (! 1) (s()s С 22 С 37/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740665/02 (22) 24.07.89 (46) 23.10.91, Бюл. М 39 (71) Днепропетровский металлургический институт (72) Е.В.Колотило, Л.Х,Иванова, И;И.Ануф- риев, В.В.Супруненко и С.В.Старов . (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
М 945218, кл. С 22 С 37/06, 1981.
Авторское свидетельство СССР М
496321, кл. С 22 С 37/00, 1974. (54) ЧУГУН ДЛЯ ПРОКАТНЫХ ВАЛКОВ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстИзобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для прокатных валков.
Цель изобретения — повышение износостойкости и твердости в рабочем слое валка на глубине 10 — 30 мм при сохранении уровня теплопроводности и термостойкости.
Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим, При содержаниях редкоземельных металлов менее 0,04% увеличивается количество графитных включений и они приобретают пластинчатую форму, что приводит к снижению износостойкости чугуна.
Увеличение содержаний Р3М свыше
0,156 приводит к образованию графитных включений шаровидной формы, При содержаниях титана и меди в указанных пределах стабильно получают перве прокатных валиков, Цель изобретения— повышение износостойкости и твердости в рабочем слое валка на глубине 10 — 30 мм при сохранении уровня теплопроводности и термостойкости. Новый чугун содержит, мас.%: С 3 3,6; Si 1 — 1,8; Мп 0,5 — 1,0; Сг 0,2 — 0,5; Tl 0,3 — 0,5; Al 0,1 — 0,3; Р3М 0,04—
0,156; Си 0,3 — 0,5; Sn 0,2 — 0,35; М 0,6 — 1,6;
Ре — остальное. Дополнительный ввод в состае предлагаемого чугуна P3M, Cu, Sn и М позволяет повысить износостойкость в 1,35 — 1,5 раза, твердость на глубине 10 — 30 мм в 1,15- 1,28 раза при сохранении уровней теплопроводности и термостойкости. табл. литную матрицу и значительно расширяется область существования графитных включений вермикулярной формы.
Ввод титана и меди в количестве свыше
0,5 не вызывает значительных увеличений показателей исследованных свойств и не расширяет зону существования графитных включений вермикулярной формы, а снижение их концентраций менее 0,3% вызывает уменьшение твердости, износостойкости, а также сужение зоны существования графитных включений вермикулярной формы.
В чугунах предлагаемого класса олово не только значительно увеличивает уровень твердости, но и обеспечивает стабильность ее по сечению отливки, При содержаниях олова менее 0,2% не достигается необходимый уровень твердости и ее равномерности, а при концентрациях свыше 0,35% увеличиваетсвхрупкость чугуна, что приводит к сни1686024
0,04 — 0,156
0,3 — 0,5
0,2 - 0.35
0,6 — 1,6
Остальное
55 жению термоизносостойкости, В указанных пределах никель стабилизирует карбидизирующее действие хрома, повышает термостойкость чугуна, При концентрациях менее
0,6 резко уменьшается количество графита, что вызывает снижение термостойкости.
Увеличение содержаний свыше 1,6 не приводит к значительным изменениям свойств, а стоимость чугуна увеличивается значительно.
Углерод является основным элементом, определяющим количество и соотношение карбидной зоны и графита. При увеличении
его содержаний свыше 3,6 повышается количество графита, что приводит к снижению твердости и износостойкости. Снижение содержаний углерода менее 3 O вызывает уменьшение количества карбидной фазы и, как следствие, уменьшение износостойкости.
В предлагаемых концентрациях кремний совместно с никелем уравновешивает действие карбидообразукш1их элементов.
При содержаниях менее 1,0% параметр графитизации низок, и .такой чугун обладает низкими прочностью и термостойкостью, Увеличение содержаний свыше рекомендуемого верхнего предела приводит к увеличению количества графитовых включений и износостойкости и твердости, В указанных пределах. концентраций марганец повышает дисперсность перлита, что приводит к повышению уровня свойств, При содержаниях менее 0,5 марганец не оказывает существенного влияния на рассматриваемые свойства, а при содержаниях свыше 1,0 значительно увеличивает хрупкость и соответственно термостойкость.
Предложенная концентрация хрома в комплексе с остальными легирующими компонентами обеспечивает повышение твердости и износостойкости сплава. При концентрациях хрома менее 0,2% его влияние незначительно, а при увеличении их свыше 0,5 резко увеличивается количество карбидной фазы, что приводит к снижению термостойкости, Содержания алк>миния в рекомендованных пределах обеспечивают совместно с предложенным легирующим и модифицирующим комплексом увеличение термостойкости. При содержаниях алюминия менее
0,1 влияние незначительно, а при содержаниях свыше 0,3 значительных повышений термостойкости также не наблюдается.
Пример. В электропечи ИЧТ - 6
5 выплавляют чугуны исследуемых сплавов и при достижении температуры 1400 5 С выпускают в ковш с расчетным количеством лигатуры ФСЗОРЗМЗО. Далее при 1320—
1340 С заливают валковые формы. Извест10 ный чугун выплавляют по той же технологии.
Иэ полученных при механической обработке валков темплетов вырезают образцы для металлографического анализа, определения исследуемых свойств. Мерой термо15 стойкости является протяженность трещин на площади шлифа после 100 циклов — нагрев до 650 С и охлаждение в воде с температурой 20 С. Износостойкость, твердость и теплопроводность определяют по стандар20 тным методикам.
Химические составы чугунов и результаты испытаний приведены в таблице.
Как следует иэ данных таблицы, дополнительный ввод в состав предложенного чу25 гуна РЗМ, Си, Sn,è Ni позволяет повысить износостойкость в 1,35 — 1.5 раза, твердость на глубине 10 — 30 мм в 1,15 — 1,28 раза при сохранении уровня теплопроводности и термостойкости.
ЗО Формула изобретения
Чугун для прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что. с целью повышения износостой35 кости и твердости в рабочем. слое валка на глубине 10 — 30 мм при сохранении уровня теплопроводности и термостойкости, он дополнительно содержит редкоземельные элементы, медь, олово и никель при следу40 ющем соотношении компонентов, мас,g:
Углерод 3,0 — 3,6
Кремний 1,0 — 1,8
Марганец 0,5 — 1,0, Хром 0,2 — 0,5 .
45 Титан 0,3 - 0,5
Алюминий 0,1 — 0,3
Редкоземельные элементы
Медь
50 Олово
Никель
Железо
1686024
Хииичесний состав чугуна, иас.Ъ
Чугун
Свойства чугуна
Те<тлоароволность, Рт/юi k
УглеИрвин ий марганецц
Титан Раналий
Хрои
Твердость.(HSD) и иэнос. r, на глубине от ооверхности, лтч
Нинель Иеэь РЯ1 Олово
Териос тойность, ии/си в
1О 1 20 130
0,3
1,0
0,65
1,3
2,6
2,05
0,2 0,05 0,1
1,0 0,4 0,25
0,6 0,225 О, 175
50/0,029 49/0,031 45/0,033
52/0,027 49/0,030 45/0,032
50/0,030 48/0,031 47/0,034
0,1
0,3
0,2
39
41
6,9
6,6
6,7
Il,6
0,5 0,2 0,3
1,0 0,5 0,5
0,75 0,35 0,4
0,04
G,156
О, 148
G,1
0,3
0,2
Ою
0,35
0,273
1,0
1,6
1,4
0,3
0,5
О,4
58/G,G20 58/0,020
60/0,018 60/0,018
БО/0,016 60/0,019
56/О, 02 1, 59/0,019
59/0,020
34,5
35.7
36,1
7,4
7,2
7,2
1,6
1,1
Составитель Г.Дудик
Техред М. Моргентал
Корректор Э.Лончакова
Редактор И.Шмакова
Заказ 3578 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Иэвест1 . 2,6 2 3,6
3 3,1
ТЬедлоненный
4 3,0
5 3,6
6 3,3
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
