Чугун
Иллюстрации
Реферат
ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром титан, молибдец , алюминий, медь и железо, о т л к .чающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и трещиностойкости при литье и термообработке, он содержит компоненты при спедуншем соотношении , вес.%: Углерод 2,2-3,0 Кремний 0,5-О,8 Марганец 0,5-О,8 Хром 14-16 Титан 0,3-0,5 Молибден 0,2-О,6 Алюминий О,5-1,0 Медь 1,5-2,0 Железо Остальное
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК.8}г . !}l}82ZU А
8(59 С 22 С 37/10
« -3
1 I
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ден, алюминий, медь и железо, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения термостойкости и трещиностойкости при литье и термообработке, он содержит компоненты при следующем соотношении, вес.%:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1 ) 33 1 23 1 8/22-02 (2-2) 02.07.81 (46 ) 30.03.83. Бюл Мо .(72) Е. H. Вишнякова, С. И. Рудюк, А, А. Маслов. М. М. Молчанов, Б. П. Шиленко, Б. Г. Соляников и P. Д. Бондин (71) Украинский ордена Трудового Красного Знамени научно-исследова тельский институт металлов (53) 669.13.018.2(088,8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР
14 779427, кл. С 22 С 37/08, 1977.
2. Авторское свидетельство СССР
% 553303. кл- С 22 С 38/36, 1975. (54) (57 ) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, молибУглерод
Кремний
Марганец
Хром
Титан
Молибден
Алюминий
Медь
Железо
2,2-3,0
0,5-0,8
0,5-0,8
14-16
0,3-0,5
0,2-0,6
0,5-1,0
1,5-2,0
Остальное
1 1008
Изобретение отноатся к металлургии, конкретйее к изысканию высокохромистых чугунов, обладающих повышенными прочностными свойствами, высокой износостойкостью и трешиностойкостью при 5 литье и термообработке и используемых для изготовления прокатных валков.
Известен чугун Pl(следуюшего химического состава, вес.%:
Углерод 2,5-4,5 io
Кремний 0,1-2,5
Марганец 0,2-1,5
Хром 0,5-1 5
Молибден 1,5-1 5
Вапьфрам 1-10 !5
Ванадий 1-6
Никель 0,5-5,0
Медь 1-6
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна явля- 26 ется низкая трешиностойкость.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун.Я следуюшего химического состава, вес.% . . 25
Углерод 2,4-4,0
Кремний 0,7-1,5
Марганец О, 1-0,5
Хром 6-1 5
Титан 6-1 5 30
Молибден 1-2,5
Алэ миний 1-2,5
Медь . 0,3-1,0
Железо Остальное
270 2
Недостатками известного чугуна являются низкие термостойкость и трешиностойкость при литье и термообработке.
Йель изобретения - повышение термостойкости и трешиностойкости при литье и термообработке.
Данная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, молибден, алюминий, медь и железо, содержит компоненты при следуюшем соотношении компонентов, вес,% 3
Углерод 2,2-3,0
Кремний
Марганец, 0,5-0,8
Хром 14-16
Титан 0,3-0,5
Молибден 0,2-0,6
Алюминий 0,5-1,0
Медь 1,5-2,0
Железо Остальное
Пример. Выплавлено 11 плавок."
8 плавок предлагаемого чугуна и 3 известного. Выплавку проводят в 200-килограммовой индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ферросилиций (75%), ферромолибден (60%), медь гидролизную, феррохром (72%), ферротитан (33%) ферромарганец (45%). Присадки алюминия и тита« на производят непосредственно в ковш.
В табл. 1 приведен химический состав приготовленных сплавов.
Табл ица 1
Предлагаемый
1 2,2 0,50 0,80 14,0 - 0>20 1,5 0,30
0,5 Остальное
1,0
0,8
3 28 065 060 150 030 1 9 О 45. 4 3,0 0,80 0,65 16,0
0,9
0,60 1,7 0,40
0,50 1,8 0,25
5 2 7 О 75 0>70
6 24 070 050
7 2,6 0>80 0,50
8 255 070 050
0,4
14,5
О 40 1 5 О 40
1,0
14,6
0,60 1,5 0,50
15,0
1,0
1,5 0,30
14,8
0,5
1,0
2 2,5 0,60 0>50 15 5 0,25 2,0 0,50
4 ..
Продолжение табл l
1008270
Известный
10 10 60
1,0
1,0
l,0 8,0
2,0
1,5
1,0
1,0 7,0
2,4 0,70 0,50 14,5
2,6 0,80 0,50 15,0
2,55 0,70 0,50 14,7
Алюминий, прежде всего, вводится в чугун с целью уменьшения его склонности к трещинообразованию при отливке и и термообработке. При содержании алюминия в чугуне от 0,5 до 1,0% не увеличивается количество остаточного аустенита, снижается склонность первичного зерна к росту при нагревании, т.е. струк- у
I тура остается мелкозернистой до оченьвысоких температур, а, следовательно, уровень свойств чугуна достаточно высок и стабилен.
ЪО
При содержании алюминия менее 0,5% влияние его на чугун данного состава незначительно. При содержании алюминия
4 свыше 1,0% увеличивается количество остаточного аустенита, что приводит. к снижению прочностных и эксплуатационных свойств.
Титан в количестве 0,3-0,5% совместно с хромом, образует мелкодисперсные карбиды, значительно упрочняюшие сплав, 40 так как измепьчается зерно, обеспечивается необходимый уровень свойств .
При повышении титана свыше 0,5% наблюдается укрупнение цементитных карбидов,-что приводит к охрупчиванию структуры. При содержании титана в чугуне в количестве менее 0,3% модифицирующее действие проявляется весьма слабо.
Повышение стойкости чугуна обеспечивается trpb содержании углерода, близком к эвтектическому. При увеличении содержания углерода свыше 3,0% существенно снижается ударная вязкость, а,, следовательно, уменьшается стойкость чугуна, При содержании углерода менее
2,2% износостойкость чугуна понижается иэ-за уменьшения количества упрочняюшей среды.
Количество марганца ограничено условиями плавки чугуна, так как в соответ-ствии с исследованиями, марганец не является эффективным элементом, влияющим на стойкость деталей.
При содержании хрома ниже 14% уменьшается стойкость материала иэ-эа
I образования карбидов цемейтитного типа с более низкой изйосостойкостью. При увеличении содержания хрома свыше 16% уменьшается долговечность сплава появлением в структуре крупных первичных карбидов.
Введение молибдена в количестве до
0,2% существенно не влияет на иэносо» стойкость чугуна. При содержании молибдена в количестве 0,2-0,6% износостойкость сплава повышается эа счет того, что молибден, растворяясь в хромистых карбидах, способствует увеличению твер дости этих карбидов. Кроме того, добавки молибдена несколько измельчают зерно. добавка молибдена более 0,6% приводит к образованию стабильного аустенита всего требуемого .для износостойкости метастабипьного аустенита, вследствие че го износостойкость чугуна снижается.
При содержании меди более 2,0% в структуре чугуна образуется большое количество остаточного аустенита, что приводит к некоторому снижению износостойкости. При содержании меди менее 1,5% не достигается эффект повышения износостойкости. Введение меди в чугун в количестве 1,5-2,0% способствует повышению . износостойкости и обрабатываемости. Это связано с тем, что медь существенно влияет на процессы формирования первичной структуры чугуна, изменяя строение и состав отдельных составпякепих, в направлении,. перспективном дпя улучшения технологических свойств отливок, в частаемы
22 50
3,5
2,0
1332 0,001 9
1 300 0,002 1
588,0
607,6
2,5
4,0
1925
1280 0,0035
1270 0,0020
617,4
607,6 3
2250
6,0
2,5
1 180 0,0038
1295 -0,0027
578,2
610
627
658
2,0
2350
1300 0,00 22
620
2250
2,2
627
1 290 0,0025
Известный
615
740
990 0,0026
820
480 (Сквозная (10 мм) 1000 0,0021
520
750
800
980
0,0025
500:.
830
ВНИИПИ Заказ 2275/36 Тираж 625 Подписное
Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
В 10082 ности: увеличение протяженности межфа эовых границ кристаллов избыточного аустенита и ледебурита, утонение строения продукта эвтектического и эвтектоидного превращения. Увеличение твердости 5 структурных составляющих при легировании медью весьма полезны для прокатных валков, работакнцих в условиях интенсивного истирания.
Из.полученных сплавов изготовлены об-и <0: разцы, которые испытывают на твердость, прочность, термостойкость, износостойкость, трешиностойкость при литье и тер-. мообработке.
И
Износостойкость ойределяют на уста- . новке, обеспечивающей удельное давление
50 кгlмм, проскальзывание 0,27 м/с,. и охлаждение валков производят эмульсией, время испытания 2,5 ч. Относительный 20 износ рассчитывается как отношение иэ разности конечного веса дисков к начальному весу дисков.
Испытание на термостойкость производят термоциклированием образцов с нагре-И вом.до 600 С и .с последующим охлажде70 4 нием водой до температуры 20оС до появления первых трещин, что отражает условия нагрева и охлаждения валков в процессе их эксплуатации на станках горячей прокатки.
Исследование влияния легируюших элементов на трешиностойкость сплава при литье и термообработке проводят на квадратных решетках путем оценки размеров трещин в местах перехода.
В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов.
Как видно иэ табл. 2,,предлагаемый чугун превосходит известный по термостойкости (выше в 4,6 раз, трешино4 стойкости при литье и термообработке
1,3 раза).
Применение валков дает экономический эффект 1659,975 тыс. руб., который1 достигается снижением расхода дефицитных ле гируюших элементов, снижением расхода валков, повышением рит мичности работы и производительности прокатных станов, выходом годного более высоких сортов, сокрашением расхода металла и трудоемкости подготовки валков.