Чугун

 

Изобретение относится к металлзфгии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях абразивного изнашивания. Цель изобретения - повышение износостойкости. Предлагаемьй чугун содержит, мас.%: С 2,8-3,6^ Si 0,18- 0,5,- Мп 0,5-0,7; Сг 0,8-2,45; Ni 2,03-3,55,- А1 0,04-0,1J В О, 16-0,5^ Fe остальное. Дополнительный ввод в • состав предлагаемого чугуна бора и изменение в нем соотношения А1 позво-t лили повысить его износостойкость в 1,5-1,6 раза. 1 табл.

СОЮЗ СОЭЕТСНИХ

СОЦИМ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (gl)$ С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ll0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4641829/02 (22) 13.12.88 (46) 30.01.92. Бюл. N - 4 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Б.А.Кириевский, Т.К.Изюмова, В.М.Винарский, В.Н.Зоц, P.À.Ìûòñ и В.Ильвес (53) 669. 15-196 (088.8) (56) Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. ГОСТ

7769-82.

Авторское свидетельство СССР

N -428035, кл. С 22 С 37/10, 1972. (54) ЧУГУН .

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях абразивного изнашивания.

Цель изобретения — повьппение износостойкости.

Выбор содержания граничных преде-. лов.компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим образом.

Никель — основной элемент в чугунах типа "нихард". Он определяет твердость и прочность матрицы. Недос таточное его количество в сплаве приводит к образованию в структуре чугуна низкотемпературных продуктов распада аустенита — троостита илп даже перлита, что резко снижает износостойкость чугуна. Чрезмерное содержание никеля способствует появлению в структуре чугуна большого количества

2 (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок, работающих в условиях абразивного изнашивания. Цель изобретения — повышение износостойкости. Предлагаемый чугун содержит, мас.X: С 2,8-3,6 Si 0,180,5; Мп 0,5-0,7; Cr 0,8-2,45; Ni

2,03 — 3,55; А1 0,04-0, 1, В О, 16-0,5;

Fe остальное. Дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бора и изменение в нем соотношения Al позво-, лили повысить его износостойкость в

1,5-1,6 раза. 1 табл. остаточного аустенита, повьппению его стабильности, что также снижает износостойкость чугуна вследствие затруднения превращения аустенита в мартенсит деформации; Этими причинами обус- ловлены пределы легирования чугуна " никелем в предлагаемом составе.

Никель является элементом-графитизатором. Присутствие графита в структуре чугуна значительно понижает его износостойкость в условиях абразивно,го изнашивания. Для подавления графитизации в чугун вводят хром, причем для дстижения желаемого эффекта соотношение между этими элементами

М:Cr 2:1. Кроме того, хром стабилизирует карбиды в структуре чугуна, повьппает их твердость, делает их более износостойкими. Таким образом, недостаток хрома может обусловить появление графита в структуре, а избы17089 11 ток приводит к снижению ударной вязкости чугуна. Эти ограничения обусловили пределы легирования хромом.

Углерод — главный компонент опре5 деляющий количество износостойкой карбидной фазы. При содержании его менее 2,87. количество износостойких карбидов недостаточно для обеспечения требуемого уровня износостойкос- 10 ти чугуна. При содержании его более

3,67. наблюдается значительное охрупчивание чугуна, падение износостойкости, Пределы легирования кремнием обусловлены техническими трудностями получения содержания кремния менее

0,187., а также опасностью появления графита, снижающего износостойкость чугуна при содержании его более 0,5%.

Содержание марганца также должно быть на низком уровне, так как он вызывает образование устойчивого к деформационным превращениям аустенита, что снижает износостойкость чугуна

a условиях абразивного изнашивания.

Этим обусловлены пределы легирования чугуна марганцем.

В качестве новых компонентов в предлагаемый чугун введены бор и алюминий. Влияние бора на свойства чугунов многопланово: он препятствует графитизации, измельчает структуру, образует бориды, карбобориды, повышает прокаливаемость, что вызывает повышение износостойкости чугунов При массовой доле бора менее 0,157. эффект повышения износостойкости не наблюдается, так как структура матрицы содержит недостаточное количество мартенсита, невелико количество карбоборидов. При массовой доле бора более

0,67. отмечается резкое снижение ударной вязкости чугуна, разрушение его в процессе изнашивания.

Добавки бора в нераскисленный железоуглеродистый сплав не оказывают непосредственное влияние на его свой.ства. Это связано с тем, что бор очень сильный раскислитель. Он соединяется с кислородом и азотом и его эффективность как легирующий добавки резко снижается. Поэтому необходимо полностью раскислять чугун, что достигается вводом в его состав такого элемента как алюминий. При массовой

Как следует из данных таблицы, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна бора и уменьшение в нем содержания алюминия позволили по сравнению с чугуном известного состава повысить износостойкость в 1,541,61 раза.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения износостойкости, он дополнительно садержит бор при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

Алюминий

Бор железо

2,8-3,6

0,18-0,5

0,5-0,7

0,8-2,45

2,03-3,55, 0,04 — 0,1

О, 15-0,6

Остальное доле алюминия в чугуне менее 0,04% эффективность влияния бора существенно понижается из-за недостаточной раскисленности чугуна ° При повышении массовой доли алюминия более 0,1% не наблюдается дальнейший рост износостойкости, так как достигается максимальная эффективность добавки бора.

Зато несколько снижается ударная вязкость чугуна за счет образования большого количества неметаллических включений.

Выплавку опытных сплавов производили в индукционной печи типа ИСТ-0,06 с основной футеровкой,, В качестве шихты использовали одни и те же мате риалы: передельный чугун стальной лом, ферросплавы, алюминий технической чистоты.

Были отлиты опытные образцы из чугунов различных составов, приведены их сравнительные испытания в лабораторных условиях при абразивном изнашивании на установке Х4-Б. Испытания производили при перемещении образцов по .закрепленному абразиву со скоростью Ч = 1,05 м/с, при нагрузке Р

= 0,098 МПа, в течение 2 ч.

Результаты испытаний приведены в таблице.

1708911

Чугун

Соотношение компонентов, мас.Ж

ТверВарианты

20,0

2 ° 8 Оэ18 Оэ30 1 «8

5,5

2 3,3 0,50 0,55 0,8

3 3,6 0,38 0,70 2,45

5,0

5,0

3 3. 0 50 0 55 0,8 2,8 О, 1 — -"- 48 5,6 32,0

Составитель Н.Косторной

РедактоР Н.КиштУлинец ТехРед А,Кравчук Корректор А. Обручар

"-1аказ 406 Тираж 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 Ужгород, ул. Гагарина, 101

Предлагаемый

Известный

3 55 0,04 0,35 Oc-. 53 тальное

2,8 0,1 0,60 -"-. 54

2,08 0,08 О, 15 -"- 53

Ударная вязкость

КС,Д /см

Износ, г/и ч

19,8

20,7