Износостойкий чугун с шаровидным графитом

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам износостойких чугунов, и может быть использовано для изготовления деталей гидромашин, перекачивающих абразивные смеси. Износостойкий чугун с шаровидным графитом содержит, мас. %: углерод 2,2-3,2, кремний 0,5-3,0, марганец 0,2-3,0, хром 3,0-6,4, никель 2,0-4,0, церий 0,03-0,20, магний 0,02-0,1, кальций 0,05-0,2, вольфрам 0,1-0,3, молибден 0,1-0,3, железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение абразивно-коррозионной стойкости чугуна с шаровидным графитом. 2 табл.

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам износостойких чугунов, и может быть использовано для изготовления деталей гидромашин, перекачивающих абразивные смеси.

Известен износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, бор, ванадий, медь, алюминий, церий, магний, кальций и железо при следующих соотношениях компонентов, мас. %: углерод 2,2-4,0; кремний 0,5-3,5; марганец 0,2-3,0; хром 3,0-10,0; никель 2,0-5,5; бор 0,2-0,4; ванадий 0,2-1,0; медь 0,2-0,8; алюминий 0,1-0,4; церий 0,03-0,2; магний 0,02-0,1; кальций 0,05-0,2; железо - остальное.

(RU 2395366, С23С 37/00, опубликовано 27.07.2010.)

Недостатком известного чугуна, используемого для изготовления мелющих элементов рудо- и углеразмольных мельниц, является их невысокая коррозионная стойкость.

Наиболее близким является износостойкий чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, бор, ванадий, алюминий, церий, магний, кальций, железо при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 2,2-3,2; кремний 0,5-3,0; марганец 0,2-3,0; хром 3,0-6,4; никель 2,0-4,0; бор 0,2-0,4; ванадий 0,2-0,8; медь 0,2-0,8; алюминий 0,1-0,4; церий 0,03-0,20; магний 0,02-0,1; кальций 0,05-0,2; железо - остальное.

(RU 2384641, С22С 37/08, опубликовано 20.03.2010.)

Указанный износостойкий чугун используется для изготовления лопаток дробеметных импеллеров и аппаратов - деталей, работающих в условиях чистого абразивного износа. Однако для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабразивного изнашивания, т.е. одновременного воздействия жидкой коррозионной среды и абразива, известный чугун не годится, так как обладает низкой коррозионной стойкостью.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение абразивно-коррозионной стойкости чугуна с шаровидным графитом.

Указанный технический результат обеспечивается тем, что износостойкий чугун с шаровидным графитом содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, церий, магний, кальций, вольфрам, молибден и железо при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 2,2-3,2; кремний 0,5-3,0; марганец 0,2-3,0; хром 3,0-6,4; никель 2,0-4,0; церий 0,03-0,20; магний 0,02-0,1; кальций 0,05-0,2; вольфрам 0,1-0,3; молибден 0,1-0,3 и железо - остальное.

Введение в состав предложенного чугуна вольфрама в заявленных концентрациях 0,1-0,3 мас. % позволяет повысить его прочность и коррозионную стойкость. Содержание вольфрама ограничено 0,3 мас. %, поскольку при больших концентрациях образуются собственные карбиды вольфрама, снижающие коррозионную стойкость чугуна.

Введение молибдена в заявленных концентрациях 0,1-0,3 мас. % позволяет значительно измельчить структурные составляющие металлической основы чугуна с шаровидным графитом и повысить коррозионную стойкость границ зерен.

Плавку чугуна проводят в индукционных или дуговых электропечах с использованием стандартных шихтовых материалов. Легирующие элементы - хром, никель, вольфрам и молибден вводят в металлозавалку. После расплавления шихты и перегрева чугуна до температуры 1450-1500°С на зеркало расплава вводят кремний и марганец в виде 75%-ного ферросилиция и 60%-ного ферромарганца. Магний и кальций в составе сфероидизирующей присадки, а также церий в виде ферроцерия вводят на дно разливочного ковша перед выпуском жидкого металла из печи.

В таблице 1 приведены химические составы известного и предложенного чугунов. В таблице 2 приведены значения прочности и износостойкости в условиях гидроабразивного изнашивания, размер зерна мартенсита, включений шаровидного графита и карбидов.

Абразивно-коррозионную стойкость оценивали по относительному гидроабразивному износу исследуемых образцов чугунов при их перемещении со скоростью 50 м/с в растворе, содержащем частицы электрокорунда размером 0,5-1,5 мм при объемном отношении абразива и воды 2:1,3. В качестве эталона использовании образцы из стали 45.

Как следует из представленных данных, чугун по изобретению имеет более высокие значения прочности и абразивно-коррозионной стойкости, меньший размер зерна мартенсита и включений шаровидного графита и карбидов.

Применение износостойкого чугуна по изобретению для изготовления 1 отливок труб и колен гидромашин, используемых при перекачке абразивных смесей, позволяет на 50-60% увеличить срок их службы.

Износостойкий чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, церий, магний, кальций и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит вольфрам и молибден при следующем соотношении компонентов, мас. %:

углерод 2,2-3,2
кремний 0,5-3,0
марганец 0,2-3,0
хром 3,0-6,4
никель 2,0-4,0
церий 0,03-0,20
магний 0,02-0,1
кальций 0,05-0,2
вольфрам 0,1-0,3
молибден 0,1-0,3
железо остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, а именно к аустенитным чугунам с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в агрессивной среде при температуре от -60° до +90°С, в частности для изготовления рабочих органов погружных центробежных насосов для добычи нефти.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения алюминиевого чугуна с измельченной структурой из исходного, который используют при массовом производстве отливок.

Изобретение относится к металлургии и может быть использован для получения модифицированного чугуна с высокими качественными показателями. В способе используют пыль газоочистки электротермического производства кремния, содержащую компоненты в следующем соотношении, мас.

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способам получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита, и может быть использовано при производстве средних и крупногабаритных отливок с толщиной стенки 50 мм и выше.

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано при производстве отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочного хладостойкого чугуна для производства литых заготовок в условиях массового производства.

Изобретение относится к области литейного производства. Форма выполнена тонкостенной из чугуна ферритного класса и получена литьем в песчано-бентонитовые формы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к чугунам с шаровидным графитом и способам их изготовления, и может быть использовано, например, для изготовления деталей турбинного ветрового генератора, работающих в условиях низкой температуры.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изысканию износостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в условиях ударно-абразивного износа, в частности для изготовления литых мелющих шаров рудоразмольных мельниц.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к износостойким чугунам с шаровидным графитом для производства деталей машин и оборудования, подвергающих абразивному износу, например, футеровки смесителей и др.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для получения высокопрочного чугуна, пригодного для производства изделий с высоким пределом прочности. Способ включает выплавку и легирование чугуна в индукционной печи, графитизирующее и инокулирующее модифицирование, заливку модифицированного чугуна в форму, получение отливки с последующим ее извлечением после кристаллизации из формы при температуре 900-1000°С, перемещение отливки в печь с температурой 950-1000°С и выдержку в печи в течение 10-30 минут, с последующей изотермической закалкой при температуре 300-320°С в течение 60 минут и охлаждением на воздухе, при этом легирование осуществляют алюминием, кремнием, никелем, медью, молибденом и марганцем, графитизирующее и инокулирующее модифицирование проводят в ковше, отливки получают в металлической форме в виде кокиля, после выдержки в печи получают отливки чугуна с шаровидным графитом и аустенитно-бейнитной структурой следующего химического состава, мас.%: углерод 2,5-3,2; кремний 1,5-2,5; алюминий 7,2-9,0; марганец 0,7-0,75; магний 0,04-0,06; молибден 0,7-1,2; никель 0,48-0,52; медь 0,49-0,52; сера 0,01-0,012; фосфор 0,06-0,08; железо - остальное, при этом изотермическую закалку полученной отливки проводят в псевдокипящем дисперсном карборундовом слое в области аустенитно-бейнитного превращения. Изобретение позволяет расширить область применения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и аустенитно-бейнитной структурой с пределом прочности σB≥1200 МПа путем бейнитной закалки из литого состояния без дополнительной термической обработки. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким чугунам с шаровидным графитом для производства литьем деталей, предназначенных для работы в условиях ударно-абразивного износа при температуре до 500°C, в частности деталей машин для изготовления асфальта, бетона и т.п. Износостойкий чугун с шаровидным графитом содержит, мас. %: углерод 2,8-4,0; кремний 1,5-3,5; ванадий 3,0-8,0; медь 0,2-0,8; никель 3,0-5,0; марганец 0,2-1,0; магний 0,02-0,1; алюминий 0,1-0,44; церий 0,03-0,20; кальций 0,05-0,20; бор 0,2-0,4; ниобий 0,5-2,0; железо - остальное. Изобретение направлено на создание износостойкого чугуна с шаровидным графитом с высокой твердостью и прочностью в литом состоянии, без применения термообработки, для работы в условиях ударно-абразивного износа до температуры 500°C. 1 табл.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для модифицирования отливок из ковкого чугуна. Модификатор содержит смесь порошков, мас. %: карбида кремния 30-40; алюминия 20-30; карбида бора остальное. Изобретение обеспечивает усиление модифицирующего эффекта и повышение механических свойств изделий из ковкого чугуна. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения различных марок легированных чугунов для изготовления быстроизнашиваемых деталей, работающих в условиях значительных нагрузок, например защитных втулок подшипников, валов, гильз цилиндров. Получают в печи металлический расплав с содержанием Ni≥1,0%, перегревают его электрической дугой постоянного тока до 1480-1580°C, скачивают шлак и вводят на зеркало металлического расплава алюминий в количестве 0,5÷3,5% от веса жидкого металла в печи для проведения электролитического раскисления расплава, термовыдерживают в течение 1-7 мин, проводят кристаллизацию расплава путем интенсивного охлаждения со скоростью 60-100°C/мин до температуры, находящейся в интервале на 100°C ниже и выше температуры устойчивости перлита, затем извлекают отливку из формы и охлаждают до комнатной температуры со скоростью 30-60°C/ч и проводят механическую обработку рабочей поверхности отливки, которую затем подвергают термообработке токами высокой частоты. Изобретение позволяет получить чугун с высокой трещиноустойчивостью и эксплуатационными характеристиками. 1 табл.
Изобретение относится к чугунному сплаву со сферическим графитом и может быть использовано для изготовления зубчатых колес и зубчатых шестерен. Чугун со сферическим графитом содержит, в мас.%: углерод от 2,5 до 4, кремний от 1,5 до 4,4, магний от 0,02 до 0,1, никель от 3,5 до 7, медь от 0,5 до 3, молибден от 0,15 до 1, железо и неизбежные примеси - остальное. Изобретение направлено на изготовление изделий из чугуна с большой передающей мощностью. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам износостойких чугунов, и может быть использовано для изготовления деталей гидромашин, перекачивающих абразивные смеси. Износостойкий чугун с шаровидным графитом содержит, мас. : углерод 2,2-3,2, кремний 0,5-3,0, марганец 0,2-3,0, хром 3,0-6,4, никель 2,0-4,0, церий 0,03-0,20, магний 0,02-0,1, кальций 0,05-0,2, вольфрам 0,1-0,3, молибден 0,1-0,3, железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение абразивно-коррозионной стойкости чугуна с шаровидным графитом. 2 табл.

Наверх