Сплав на основе железа

Сплав на основе железа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(50 С 22 С 38 14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3717977/22-02 (22) 04.01.84 (46) 15.07.85. Бюл. N 26 (72) Б.А.Кириевский, Т.К.Изюмова, Н.В.Чантурия, В.В.Зубик и В.А. Гриднев (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 669.14.018.256-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 384924, кл. С 22 С 37/10, 1970.

Авторское свидетельство СССР

В 724594, кл. С 22 С 37/10. 1980. (54)(57) СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, цирконий, о т л и ч а ю„„SU„„1167231 А ъ шийся .тем, что, с целью повышения ударной вязкости и улучшения обрабатываемости сплава при сохранении износостойкости, сплав дополнительно содержит селен и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углерод 1,89-2,35

Кремний 0,17-0,35

Марганец 12, 71-16, 54

Алюминий 9, 38-12, 52

Цирконий 0,02-0, 10

Селен 0,008-0,050

Кальций 0,001-0,070

Железо Остальное

1!67231

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в част ности к изысканию износостойких материалов для работы в условиях абразивного изнашивания и сухого тре- 5 ния скольжения. Изобретение может быть использовано в металлургии, машиностроительной, химической промышленности, Целью изобретения является повышение ударной вязкости и повьппение обрабатываемости сплава при сохранении износостойкости сплава.

Содержание углерода и алюминия в сплаве обусловлено обеспечением 15 достаточного количества твердой, износостойкой, структурной составляющей у фазы (Ре А1 С„) .

Чрезмерное понижение содержания углерода вызывает резкое падение из- 20 носостойкости сплава ввиду значительного уменьшения объемной доли у -фазы, а также снижение содержания углерода в ней. Увеличение содержания углерода вьппе указанного предела приводит к выделению избыточного углерода в виде спелевых включений, располагающихся по границам кристаллов в отливке, что.приводит к охрупчиванию сплава. 30

Алюминий при содержании его в ,сплаве на нижнем пределе (9,38%) предотвращает появление в структуре графита, понижающего износостойкость сплава в условиях абразивного изнашивания. Легирование сплава алюминием в количестве более 12,52% приводит к повьппению хрупкости сплава из-за насыщения матрицы алюминием.

Пониженное содержание кремния взято с целью повьппения ударной вязкости сплава. Более низкое содержание кремния, чем 0,17% получить практически затруднено. Содержание кремния более 0,35% приводит к ухудшению ударной вязкости материала. Ввод марганца обеспечивает повышение плас тичноети сплава за счет образования в структуре аустенитной составляющей

При содержании марганца менее 12,71% влияние его несущественно..В том случае, если содержание марганца превышаеу 16,54%, несколько снижается стойкость сплава при абразивном изнашивании.

Для измельчения структуры, повьпьения ее однородности, улучшения пластических характеристик в сплав вводится цирконий. Вместе с селеном он способствует улучшению обрабатываемости сплава. Ввод циркония в сплав в количестве менее 0,02Х мало эффективен, а более 0,1% — не вызывает дальнейшего существенного улучшения свойств материала.

Селен вводится для улучшения обрабатываемости сплава. В количестве менее 0,008% его влияние практически неощутимо. Присутствие селена в а сплаве в количестве более 0,05Х несколько снижает износостойкость сплава в условиях абразивного изнаши-. вания из-за образования легкоплавкой эвтектики. Легирование цирконием и селеном в больших количествах экономически невыгодно.

Ввод кальция оказывает положительное влияние на ударную вязкость. Это связано с рафинирующим и модифицирующим действием кальция. Пределы легирования кальцием также взяты из условия эффективности его воздействия.

При содержании кальция менее 0 001Х влияние это не проявляется. При содержании кальция более 0,07Х избыток его уходит в шлак.

Заливку сплава производили в земляные формы. Отливали опытные образцы .для испытаний в условиях абразивного изнашивания, определения ударной вязкости и обрабатываемости сплавов. Для определения стойкости опытных сплавов в условиях сухого трения. скольжения были отлиты правящие кубики к отрезным станкам линии по производству электродов. Испытания аб разивной стойкости опытных сплавов проводили на машине МИ-1М при нагрузке P = 5,8 10 н)м и скорости враще ния абразивного круга Ч = 0,27 м/с на пути S - =5000 м.

В таблице приведены химический состав и свойства опытных сплавов: известного (1), предлагаемых (2,3,4) и выходящих из предлагаемых пределов (5,6) .

1167231 о0 ч0

0 1

aÎ !

u-v Йй. t t с о сч сч о

1 е1g

X !

00 л

D о о о0 а

« о о (Ръ. ь

О л с Ъ О сч сч

« « о о хы

Э

t(«

О с»

v

«о

Ф с»

О

Я1

О с

CO Ch

° 1 « о о

Ю afl сО с Ъ

« « о о

Э о х

I (1

Ot I

И

I. о л (v о

»!» о о о

« « о о

an ь

D о

« о о

О

« о

1 I

I 1 и о л о

« « о о

О

O ь

С4 о о

« « о о О с1Ъ

О сч

Оо МЪ

С1Ъ « о

ЦЪ .. »»

C»t

an сЧ

an

° »ф с»Ъ

° an л и

4 о

Я\

00 с1Ъ с Ъ о с

« «

О о0 л

« сЧ . о о ф\

«« о о ю с»ъ

« ь сЧ

« о сД)»

an л л . а сЧ сЧ сЧ

« сЧ л

CV

О Э о .

o v

h Е

aO v О g

iооахх

Е X.о о(ЮЭXml

Е а И Э f х 1

Э О х о I

Р (4

kf 1 ъ х I

-I !

I Э I

1 Р» I

1 1

I I

t I

I I

I 1

1 alt I

t u и ñï (— ——

Х I

Э I 1

X I u

» Д l и(9 1

111 1 о

).oI

I I з-

I 3

1 I

1 1 (1 3

I f

О Оо О СЧ с- О /Ъ О Ф

О О О О О

« « « «

I О О О О О

СЧ с> an О о . сч

6 о (с

1 Х о

I. g

1 167

Составитель В.Врострем

Редактор M.Íåäîëóæåíêî Техред М.Кузьма Корректор С.Черни

Заказ 4393/28 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

f13035, Иосква, W-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Из таблицы следует, что ввод в состав селена и кальция позволил приблизительно в 2 раза повысить пластичность литого сплава (ударная вязкость увеличилась в 2 раза).

Анализ микроструктур опытных сплавов показал, ч во ввод указанных элементов обеспечивает дробление структурных составляющих, способствует очищению металла, более благоприятному рас- 10 пределению неметаллическихвключений.

Скорость резания при совместном вводе селена и циркония увеличи23 6 лась в 6-7 раз, при этом уровень иэносостойкости в условиях абразивного изнашивания сплава остается высоким. Повышение пластичности сплава, а также возможность механической обработки позволяют использовать его для изготовления деталей, испытывающих некоторые динамические нагрузки, а также требующие выполнения операций мехобработки, например, правящих кубиков, направляющих и подающих роликов линии по производству электродов.