Износостойкий чугун
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (11) 585229 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 040876(21) 2393932/22-02 с присоединением заявки ¹-2 (51) М. Кл.
С 22 С 37/10
ГащцcTIINIII ввввтвт
6вввта Мввввтаав СаСР
° в ааааа аввбрвтввва а втваитвй (23) Приоритет (43) Опубликовано 2 1277. Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 21.1277 (53) УДК 669.15 782
74 26 784 292т 3 777-196 (088.8} (72) АВтОрЫ A. B. Клибус B И. Тихонович, В. A. Локтионов, -изобретения и. A. шрамченко и с. н. примеров
Институт проблем литья All Украинской CCP (71) Заявитель (54 } изт. ОсОстОЙкий чуГун
1,5-1,9
0,8-1,4
0,85-1,2
9,0-11,0
0,5-1,0
0,3-0,9
0,01-0,1
Остальное
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Ванадий
Медь
Теллур
Железо
Изобретение относится к области металлургии и литейного производства и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа. 5
Известен износостойкий чугун }1) следующего состава в вес, %:
Углерод 2,9-3,3
Кремний 0,8-1 4
Марганец О, 4-0,8
Хром 12,0-15,0
Ванадий 1,1-1,3
Молибден 1,4-1,6
Медь О, 3-0,5
Железо Остальное
Известный чугун имеет низкие пРоч- ностные и пластические свойства, что обусловлено высоким содержанием хрома и наличием в структуре большого количества хрупкой карбидной фазы.
Несмотря на высокую износостойкость такой чугун не может применяться для изготовления деталей, работающих в условиях активного абразивного износа при воздействии ударных нагрузок.
Кроме того, наличие дефицитного молибдена в составе значительно удорожает чугун.
Целью изобретения является повышение прочности н ударной вязкости чугуна при сохранении его износостойкости в условиях активного ударноабразивного износа.
Это достигается тем, что предложенный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, железо, дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Марганец в пределах 0,85 -1,2% повышает с 10 до 25% содержание нестабильной аустенитной составляющей в структуре сплава после термообработки. Содержание марганца в чугуне выше 1,2% способствует появлению в структуре стабилЬного аустенита, что нижает износостойкость. При содержании марганца меньше 0,35% в структуре чугуна наблюдается уменьшение доли аустенитной составляющей и увеличивается доля мартенситной составляющей, !
585229 что снижает износостойкость и увеличивает хрупкость.
Введение меди в чугун способствует повышению прочности аустенитной составляющей.. При содержании меди в чугуне в пределах от 0,6 до 0,9% микротвердость аустенитной составляющей
2 повышается с 400 до 500 кг/мм . Содержание меди более 0,9% приводит
;к снижению мартенситной точки и появлению в структуре сплава стабильного аустенита, что приводит к снижению износостойкостя. Содержание меди в чугуне меньше 0,3% существенно не влияет на прочностные свойства. 15
Соотношение содержания хрома и углерода в сплаве для получения в структуре чугуна комплексного карбида типа Ме С з должно быть C r С = 6»
Превышение этого соотношения приво.цит к образованию карбида типа
Я Е С,. При уменьшении данного соотношени- .в ":структуре увеличивается количество карбида МебС. Переход
Я и С в МР<з Сь пряводит к уменьшению значений удельной энергии разрушения карбидной фазы с 92,3 до 15,35 кгмм/мм и снижению микротвердости с 1370 до >
1100 кг/мм", превращеняе карбида из
Ме- С в lйе, С приводит к снижению микротвердостя с 1370 до 800 кг/мм .
Оба этих процесса приводят к снижению иэносостойкости.
В известном сплаве соотношение
Cv С=З 5 — 4 оьусловливает оьразование
35 карбидов типа Яе С. Повышение иэносоэ стойкости предлагаемого сплава достигается изменением строения карбидной фазы иэ iiAe C в Же С з путем изменения соотношения хрома к углероду С .:(= 6.
Увеличение в структуре нестабяль.
40 ного аустенята позволяет <>-.:".э.ть содержание карб. ппсй Фазы, не снижая иэносостойкос",.: и одновременно повыст Содерв:ание углерода в предлагае..,Ом поста е -:угуча должно находиться в пред ..-.. 1, 5-1, 9% и соответственно сс ержаняе хрсма 9-11% . Содержание хрома меньше 9% я углерода менее 1,5Ъ приводит к резкому уменьшению количества карбидной Фазы и снижению износостойкости. Верхние пределы хрома и углерода обусловлены тем, что повышенное содержание карбидной фазы в чугуне незначительно повыаает износостойкость, но резко снижает прочность и ударную BHsKocTb. Ванадий применяется как элемент, легирующий карбидную фазу. При указанных концентрациях углерода и хрома содержание ванадия выше 1% приводит к образованию в структуре сплава самостоятельных карбидов ванадия VC. При содержании ванадия в чугуне меньше 0,5Ъ его влияние незначительно. Иикротвердость карбидной фазы при введении в чугун ванадия в пределах 0,5-1% повышается с 1370 до 1б00 кг/мм » 2 Содержанке кремния, в чугуне более 1,4Ъ способствует образованию ферритной составляющей в структуре, что снижает износостойкость, а при содержании меньше 0,8% чугун имеет низкую жядкотекучесть (500 мм на спиральной пробе) . Теллур изменяет морфологию карбидной Фазы. Введение его в чугун в пределах 0,01-0,1Ъ способствует относительной сФероидизации эвтектяческих и вторичных карбидов, что значительно познает износостойкость, прочность и ударную вязкость. Содержание теллура в чугуне, меньше 0,01Ъ почти не влияет на сфероидизацию карбидов. Содержание теллура более 0,1Ъ снижает прочностные характеристики чугуна, так как образуются карбиды теллура. Сплав используется в термообработанном состоянии. Термообработка проводится по следующему режиму: отжиг при температуре 860-820 С в течение 5 час, закалка о на воздухе от температуры 1000 С и отжиг при 500 С продолжительностью о б час. Структура сплава после териообработки предсталяет аустенитно-мартенситную основу с включениями первичных и вторичных карбидов типа Jge т з Сравнительные характеристики предлагаемого и известного чугуна приведены в таблице. о М (О л C) л 1 1 1 i ( (Г(о о Ю л ":3 о CI (d 1 и о и (4 (4 л о (Р о о л о 4 (Ъ Ц Ц Ф а (ь о CC о (г( и 6 х х и Ф х х (ь х (iI % Д 1-( и о ГЬ Г(Ч х щ д (ь е хди и х Ф й« Х ((х М 5Г ц1 е и ао г 1 (ь о Г(1 Х (ь х д а < o г о ь 585229 оооо сг О1 4 CO (A с(M 3 ((i (Г1 ГЧ (0 чргчг- л л(ч(ч гч о (ч co (гч(1л с оооо 1 (Ii 1 Ц CI о ьооОг хЕ» оооо гч (г) с0 оооо с оооо O -(ГЧ (Г з о(с оооо Г (Г(Г (Л lA lD Г CO оооо (A сз гч (о 00 Ю ((( (о(оо (л ГЧMI (Г СОсП л Оолл О Ч О ГCQ (11 (ГЧ оолл CO О ((Ч (Ъ Гаr CO ((ч 585229 Формула изобретения Составитель Т. Платииина Редактор H. данилович Техред И.Андрейчук Корректор М. демчик Заказ 49б7/19 Тираж 7бб . Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый иэносостойкий чугун обеспечивает повышение ударной вязкости в 2-3 раза, прочности на 2050% и снижение интенсивностями изнашивания на 70-140 мг/км.см по сравнению с известным сплавом. Иэносостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, железо, о т л и ч а вшийся тем, что, с целью повьыения прочности, и ударной вязкости в условиях. активного ударно-абразивного " износа, он дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, вес. Ъ: Углерод 1,5-1,9 Кремний О, 8-1,4 Марганец 0,85-1,2 Хром 9,0-11,0 ванадий 0,5т1, О Медь Ог3 0,9 Теллур 0, 01-0,1 Железо Остальное. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе". 1. Авторское свидетельство-СССР 9 511377, М. Кл . С 22 С 37/00, 1974.
