Износостойкий чугун

Износостойкий чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) 51) 4 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н дВторСН0МУ CBMQETEAbCTBY

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Алюминий

Бор

Железо

3,1-3,6

1,1-1,5

1,85-2,55

23 ° 0 26э0

2, 2-4,0

0 05-0 15

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3816743/22-02 (22) 27.11.84 (46) 23.04.86. Бюл, и 15 (71) Краматорский индустриальный институт (72) В.Т.Иванов и Б.И.Александров (53) 669.14-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 663748, кл . С 22 С 37/10, 1976.

Справочник по чугунному литью.

/Под ред. Н.Г.Гиршовича, Л., 1978, с. 101,табл. 1.39.

1 (54) (57) ИЗНОСОСТОИКИИ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий и железо, о т л и— ч ающийс я тем, что, с целью повышения износостойкости при 8731273 К и удельном давлении 10—

50 МПа, он дополнительно содержит бор при следующем соотношении компонентов, мас.7:

1225873

15

30

45

55

Изобретение относится- к области износостойких чугунов, работающих в условиях интенсивного износа при повышенных температурах и удельных давлениях (например, закатной инст- румент при обработке торцов трубчатых заготовок, пуансоны, матрицы горячего прессования).

Цель изобретения — повышение износостойкости при 873 — 1273 К и удельном давлении 10-50 МПа.

Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице.

Бор при повышенном содержании марганца образует с ним и железом сложные карбиды, повышающие износостойкость. Бор, входящий в чугун, способствует равномерному распределению мелкодисперсных карбидов по сечению отливки, повышает микротвердость цементита и общую твердость, дегазирует чугун.

Алюминий способствует образованию интерметаллидных фаз, и тем самым повышает жаропрочность чугуна, что уменьшает развитие пластических деформаций при высоких температурах и сохраняет профиль изделия. Бор с алюминием и в сплаве образует твердые частицы соединений АРВг. При атомном взаимодействии образуется большое количество ультрадисперсных частиц, являющихся зародышами кристаллизации, что приводит к измельчению структуры и увеличению износостойкости.

Марганец в количестве 1,85-2,55 X значительно уменьшает вязкость жидкого высокохромистого чугуна, улучшая тем самым литейные свойства, и повышает дисперсность структуры. Марганец с алюминием образует соединение Af

Обладая большим средством к.кислороду, алюминий образует прочный оксид AP О . Присадка алюминия в чугун приводит к получению сплошных окисных пленок, Эти пленки прочно связаны с поверхностью металла,что в свою очередь снижает интенсивность к окислению и способствует повышению жаропрочности, жаростойкости и особенно повышает износостойкость при повышенных температурах. ?(од влиянием алюминия в чугуне меняется как природа высокоуглеродистых фаз, так и твердых растворов. В состав эвтектоида может входить карбид Ре А2С„, межатомные связи в аустените и феррите приобретают ярко выраженный металлический характер.

Происходящие изменения в чугуне при вводе в него алюминия существенно изменяют весь комплекс физико-механических характеристик и особенно повышают износостойкость предлагаемого чугуна в интервале температур 873-1273 К при удельном давлении 10-50 MIIa.

В интервале 2,2-4,0 Х алюминия проявляется повышенная сопротивляемость к увеличению объема чугуна главным образом за счет полного устранения в структуре графитной фазы.

До 2,2Х алюминий сильный графитизатор, количество карбидов невелико и износостойкость падает.

Увеличения количества алюминия выше 4Х в чугуне вызывает повышенную хрупкость и резко снижает износостойкость чугуна при повышенных температурах в условиях термоциклирования.

Сохранение высокого содержания углерода в чугуне, способствующего твердости и иэносостойкости, возможно только при изменении характера взаи-модействия в интервале концентрации алюминия 2,2-4,0 X.

Испытания чугуна на износ при содержании алюминия больше 4Х показывают потерю массы образца из предлагаемого чугуна 10 кг/м на 1000 м пути. г

Такое резкое ухудшение свойств чугуна связано с ухудшением его структу.ры вследствие проявления вновь графитизирующей способности. При содержании алюминия меньше 2,2 % происходит

12 5873 ного знака.

20

Потеря массы

Температура испытания, К при удельном давлении 35 ИПа на 1000 м

2 пути, кг/м

Fe Ni

Си

С Si Mn

1073 1 ю4

1273 0,9

3 6 1,5 1,85 ное

873 3,8

1073 1,7

1173 1,5

3,1 1,3 2,4 ное

873 3,9

1173 2,0

1273 0,8

3,4 1,1 2,55

: 873 3, 4 (нали-. пание)

1073 Налипание

11 73

974 5, 8 (деформация)

1173 3,4 (деформация) ное

10,2

973 интенсивное налипание контактирующего с чугуном материала (сталь 35) и с увеличением длительности испытания образца гравюра его теряет свою первоначальную форму °

Увеличение содержания углерода свыше 3,6 Ж приводит к появлению в структуре чугуна крупных остроугольных карбидов, что способствует резкому возрастанию налипаемости материала контртела на инструмент из предлагаемого чугуна. Содержание углерода меньше 3,1 Е существенно снижает износостойкость при повышенных температурах и удельных давлениях.

Испытания износостойкости проводят на специально созданной установке, Скорость вращения образца 2,3 м/с, температура контртела, изготовленного иэ стали 35, меняется от 873 до.Содержание элементов, мас.7.

26 2,2 0,05 Осталь23 4,0 0,08 Осталь24 3,2 0,15 Остальное

3 7 1 4 2 2 26 2 2 0 1 0:т аль3,0 1,5,9 25 2,0 0,15 Остальное

3 4 1, 1 2 1 24 4 2 0 1 Остальное

1273 К, удельное давление образца на контртело составляет 10 — 50 ИПа. Потерю массы образца определяют методом взвешивания на аналитических весах с точностью до четвертого десятичПредлагаемый чугун выплавляется в индукционной печи с нейтральной футеровкой из высокоглиноземистого материала.

h . Исходными шихтовыми материалами являются литейные коксовые чугуны

Л2, ЛЗ, стальной лом, феррохром и ферромарганец вводятся с твердой эавалкой, а ферробор и алюминий — в жидкий металл перед выпуском. Температура заливки чугуна 1673+10 К. Тем" пература ликвидуса 1533, температура солидуса 1418 К.

1225873

Продолжение таблицы

2,3 1,2 1,8 26 1,9 — Ос- 0,7 тальное

3,2

873.1073

1273

3,0 0,8 1,5 28 1,5 — Ос- 0,5 таль3,0

973 6, 3 (деформация)

ll73 Деформация ное

Составитель Г.Дудик

Техред В.Кадар

КорректорЕ,Сирохман

Тираж 567

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная, 4

Редактор M.Áëàíàð

Заказ 2104/19

8,2 (деформация)

4,0 (деформация)

Деформация