Белый чугун

 

ОПИС

И 3 О БР

К АВТОРСКОМ

Союз Советски»

Социвлистическик

Республик (1!)64 7352 (61) Дополнительно (22) Заявлено 16.117 с присоединением з (23) Приоритет

Опубликовано 1

Дата опубликов (Я) M. Кл.

С 22 С 37/06

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открыти и (53) УДК 669.784 782 74 28 26 27 295 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л.И. Агапова, Т.С. Ветрова, Б.Г. Ветров и М.Е. Фрейдензон (71) Заявитель

Уральский научно-исследовательский институт черных металлов (54 ) БЕЛЫИ ЧУГУН

1, 0-2, 0

До 1,0

До 2,0

0,5-.2,0

До 2,0

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности изысканию спЛавов для производства износостойких деталей, работающих в жестких условиях при резком изменении цикла нагрев-охлаждение, воздействии механических ударов, например, для валков горячей прокатки.

Белые чугуны прочно утвердились как износостойкий материал. Однако широко применяющиеся в прокатном производстве литые отбеленные валки обладают невысокими механическими свойствами и низкой термической стойкостью. Причиной этого является боль15 шое количество ледебуритной эвтектики, наблюдающейся в структуре рабочего слоя чугунных валков в виде грубой сетки.

Структура ледебурита состоит из хрупкой цементитной основы, в которой распределены кристаллы относительно пластичного и вязкого перлита. Поэтому Разрушение чугуна при работе в условиях термоциклирования и высоких механических нагрузок происходит по хрупкой фазе — эвтектическому цементиту. Частично проблему снижения хрупкости белого чугуна можно решить с помощью горячей деформации путем разрушения ледебуритной сетки. Однако пластичность и термическая стойкость деформированного чугуна недостаточно высоки, поскольку осколки эвтектического цементита могут служить инициаторами появления и развития трещин при эксплуатации изделий из чугуна.

Другим методом повышения пластических и служебных свойств белого чугуна является частичная или полная замена ледебуритной эвтектики специальной, образующейся на базе твердого карбида, например карбида,ванадия. Ванадий интенсивно связывает углерод в специальные карбиды и образует более износостойкую ванадиевую эвтектику взамен ледебурита.

К подобным сплавам относится литая легированная сталь для валков, которая является наиболее близкой к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату, следующего химического состава, вес.В:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Никель

647352

1,7 — 2,4

0,3 — 0,6

0,4 — 0,6

0,2 -0,4

0,9 -1,5

2,0 -6,0

0,02-0,15

Остальное

В качестве примесей он содержит фосфор до 0,03% и серу до 0,02%.

Содержание элемен ть, ло лов

Предложенный

0,27 1,03 3,29 0,023 60-80 13,4

0,22 1,17 3,39 0,059 95-12 12,2

0,26 1,05 3,45 0,12 55-70 11,8

2,0 0,55 0 54

1,95 0,56 0,55

2,02 0,51 0,56

Известный 1,98 0,58 0,55 0,29 1,09 3,25 — 17-23 14,8

1,7 -2,4

0,3 -0,6

0,4 -0,6

0,2 -0,4

0,9 — 1,5

2,0 — 6,0

0,02-0,15

Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 9 24741, кл. 10 J 172, 28.11.67.

ЦНИИПИ Заказ 250/23 Тираж 726 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Молибден go 1,0

Ванадий l,0-8,О

Железо Остальное 111.

Эта сталь имеет структуру, состоящую из тонкоцифференцированного перлита и розеточных колоний ванадиевой эвтектики. В поперечных сечениях колоний карбид ванадия ЧС имеет вид многочисленных мелких удлиненных включений, расхоцящихся из одного центра. Карбиды ванадия часто выделяются по границам эвтек- 10 тического и аустенитного зерна в виде цепочки удлиненных частиц, охрупчивая сталь, что является причиной появления трещин, при динамических нагрузках и резком изменении 15 температуры. В случае горячей пластической деформации в стали подобного типа наблюдается сильная карбидная . неоднородность, связанная в особенностями кристаллизации ванадиевой эв- 20 тектики. Для ее устранения требует" ся очень большая степень деформации.

Целью изобретения является повышение термической стойкости и износостойкости.

Термическую стойкость чугуна оценивают по количеству термоциклов до появления замкнутой сетки трещин на полированных торцах образцов диаметром 20 и высотой 20 мм. Образцы 45 нагревают в электрической печи до

5500С, выдерживают в течение 10 мин и охлаждают в воде с температурой

50-60 С.

Испытание на абразивную износо- 50 стойкость проводят на установке

Бринелля-Хаворта B условиях трения о полузакрепленный абразив. Износостойкость оценивают по потере веса образцов размерами 20»7«70 мм в течение 20 мин в сравнении с эталоном из обожженной стали 3.

Формула изобретения

Белый чугун„ содержащий углерод, кремний, марганец, мслибден, хром, Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, хром, ванадий, железо, дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Молибден

Хром

Ванадий

Титан

Железо

Добавки титана значительно измельчают литую структуру чугуна, способствуя повышению механических и специальных свойств.

Химический состав, термическая стойкость и износостойкость предложенного из. известного чугунов приведены в таблице. ванадий, железо, о т л и ч а ю % и йс я тем, что, с целью повышения термической стойкости и износостойкости, он дополнительно содержит титан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Молибден

Хром

Ванадий

Титан

Железо