Чугун
Иллюстрации
Реферат
ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью повыиения абразивной, ударно-абразивной и абразивно-коррозионной стойкости, он дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.%; Углерод1,7-2,3 Кремний0,4-1,0 Марганец 1,0-2,0 Хром27-33 Медь0,5-1,5 Азот0,03-0,2 ЖелезоОстальное (Л с
1 уды С 22 С 37/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTEY СССР
А *
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТО СНОВУ ССИВВТВЛЬСТВУ
АСВ
° В
° В (21) 3425700/22-02 (22) 22.04.82 (46) 23.08.83. Вюл. 9 31 (72) О.М. Романов, Е.В. Рожкова, А.М. Дербасов, В.Я. Гаранов, В.A.Красильников, Ю.Е. Пархоменко и П.П.Kosлов (71) Всесоюзный научно-исследовательс кий и проектно-технологический ин« ститут угольного машиностроения (53) 669-15.196(088.8) (56) 2,. Авторское свидетельство СССР
В 245372, кл. С 22 С 37/10, 1967В
2. Авторское свидетельство СССР
Ф 429129 Krt С 22 С 37/06, 1972В
SU.„1036 4 A (М4) (57) ЧУГУН, содержащий углерод,-кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью Повьизения абразивной, ударно-абразивной и абразивно-коррозионной стойкости, он дополнительно содержит медь и азот при следуккаем соотношейии компонентов, вес.Ъг
Углерод 1,7-2,3
Кремний 0,4-1,0
Марганец 1,0-2,0
Хром 27-33 .Медь 0,5-1,5
Азот 0,03- О, 2 железо Остальное
1036784
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к разработке составов износостбйких чугунов, применяемых для работы в условиях интенсивного ударно-абразивного износа, сопровождаемого коррозионным
Bo3действием среды (например, детали багерных насосов электростанций, работающих на угле, углеобогатительного оборудования )и др.
Известен чугун (1 $ содержащий компоненты при следующем соотношении вес.%:
Углерод 1,3-2,3
Хром 8-14
Кремний До 0,8
Марганец 4,01-7,0
Железо Остальное
Чугун обладает высокой иэносостойкостью, однако ударно-абразивная и абраэивно-корроэионная стойкость известного чугуна является недостаточной.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является чугун (2), содержащий компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ:
Углерод 1,7-2,35
Кремний 0,6-2,0
Марганец 2,8-3,9
Хром 28-33
Титан 0,05-0,3
Цирконий 0,05-0,3
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна является сравнительно невысокая абразивная и ударно-абразивная стой)кость, связанная с наличием значительного количестна остаточного аустенита (свыше BUD 7, обусловленного высоким содержанием марганца (2,3-3, 9Ъ ).
Целью изобретения является повышение абразивной, ударно-абразивной и абразивно-корроэионной стойкости чугуна.
Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, хром и железо, дополнительно содержит медь и азот при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Углерод 1,7-2,3
Кремний 0,4-1,0
Марганец 1,0-2,0
Хром 27-33
Медь 0 5-1,5
Азот 0,03-0,2
Железо Остальное
В предлагаемом чугуне высокая коррозионная стойкость обеспечивается соотйошением содержания хрома и углерода, создающим необходимую легированность, твердость раствора.
Благодаря сочетанию сравнительно низкого содержания марганца (1-2% ) с медью и азотом, расширяющими
-область, предлагаемый чугун не уступает известному по прокаливаемости и одновременно имеет более высокую твердость в отливках равной толщины (табл. 1 ).
Снижение содержаНия марганца поз
5 воляет снизить в структуре закаленного чугуна количество остаточного аустенита с 24 до 4-16%, что обеспечивает более высокую твердость и износостойкость. Это объясняется тем, что марганец влияет.на температуру начала мартенситного превращения интенсивнее, чем медь. Один процент марганца в твердом растворе снижает температуру мартенситного превращения И Мп С ) на 45 С, . а один процент меди — на 7 С. Кроме того, эффект от введения азота — повышение износостойкости, связан с измель чением структуры вследствие образования нитридов, являющихся дополнительными центрами кристаллизации, и затруднения диффузии углерода.
Азот также улучшает сопротивляемость межкристаллитной коррозии, т.е. повышает и коррозионную стойкость
25 сплава.
Нижний предел содержания меди и азота (соответственно 0,5 и 0,03) обусловлен появлением требуемых эффектов — прокаливаемости, абра30 зивной, ударно-абразивной и абразивно-коррозионной стойкости.
При содержании меди и азота ниже нижнего предела свойства чугуна находятся на уровне известного.
35 ВеРхний пРедел содержания меди (1,5% ) связан с необходимостью получения высокой прокаливаемости при минимальном содержании остаточного аустенита.
Верхний предел содержания азота (0,2В ) ограничен появлением газовых пузырей.
Технология ввода меди и азота в состав чугуна состоит в том, что медь вводится в виде отходов сталей, содержащих медь или в чистом виде пооле расплавления основных компонентов шихты, азот — в виде аэотированных ферромарганца или феррохрома за
3-5 мин до выпуска планки из печи.
Чугун выплавляется в индукционных или дуговых электрических печах с основной или кислой футеровкой и предназначается для отливок типа рабочих колес багерных насосов, углесосоа и других, работающих в условиях ударно-абразивного .износа, сопровождаемого корроэионным воздействием среды.
Структура предлагаемого чугуна после закалки состоит иэ карбидов
Ие„С > и Ме < в мартенситно-аустенитной металлической основе.
Химические .составы известного и предлагаемого чугунов и их свойства, полученные по результатам лаборатор1036784 ных испытаний образцов, указаны в таблице.
Из данных таблицы следует, что абразивная стойкость увеличивается на 8-30Ъ, ударно-абразивная на (. Предлагаемы чугун
Известный чугун
Состав н свойства чугуна
Уровень
Уровень
) ) нижний средний нижний средний верхний верхний
2,3.Углерод
1,7
1,7
2,02
2,0
2,35
Кремний
2,0
0,7
0,6
1,3
0,4
1,5 2,0
3 35
2,8
1,0
3,9
30,0 33
30,5
Нет
0,5
1 0 . 1,5
Нет Нет
Нет
Нет
Нет
0,05
0,17
0,3
Цирконий
Нет
Нет
0,17 0,3
0,05
Нет
0,12 0,2
0,03
Азот
Нет
Нет
Нет
Твердость, HRC, отливки толщина 15 мм
47 5 58
58
47,5
Твердость, НЙС, отливки 100 ° 400 400 мм 46
60 60
60, 5.
7 5 <7,8
6,1
6,5
Абразивная стойкость, К„- 3, 2
6,0
Ударно-абразивная стойкость К 90
2,2 2,5
1,2
1,3
2,0
1,5
Абразивно-коррозионная стойкОсть К3 9,8 11,3 11,5
12,0
12,0 12,2
Составитель Н. Косторный
ТехредС. Мигунова Корректор A. Ильин
Редактор Н. Рогулич
Заказ 5945/27 Тираж 627 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Марганец
Хром
Медь
Титан
25-50% и абразивно-коррозионная на 6-8%.
Годовой экономический эффект от использования изобретенйя составляет 200.тыс. руб.