Чугун для мелющих тел

Чугун для мелющих тел

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 22 С 37/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

RO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3769876/22-02 (22) 06.07.84 (46) 30.04.86. Бюл. Р 16 (71) Днепропетровский инженерно-строительный институт и Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт им.Л.И.Брежнева (72) С.Л. Бабченко, А.В. Татарчук, В.С. Назарец, В.С. Савега, В.M.Ñíÿговский, В.Ф. Присяжнюк, В.Ф. Карпенко, Г.Ф. Чоповой, 3.И. Скобальский, Л.Д. Савега, В.В. Палехини Е.В.Колотило (53) 669.15-196(088.8) (56) Гарбер М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов.-M ° . Машиностроение, 1972, с. 81-83.

Авторское свидетельство СССР

В 484264, кл. С 22 С 37/08, 1975..Л0„„1227708 А1 (54) (57) ЧУГУН ДЛЯ МЕЛКМЦИХ ТЕЛ, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, бор и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения жидкотекучести чугуна и по; вышения удароустойчивости мелющих тел в литом состоянии, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж:

Углерод 3,0 — 3 4

Кремний 2,2 — 2,7

Марганец 0,2 — 1,2

Хром 7,9 — 8,6

Ванадий 0,08-0,22

Бор 0,05-0, 15

Железо Остальное

1227708

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для мелющих тел, работающих в условиях ударно-абразивного износа. S

Цель изобретения — улучшение жидкотекучести чугуна и повышение удароустойчивости мелющих тел в литом состоянии, Выбор граничньгх пределов компонен- 10 тов, входящих в состав предложенного чугуна, обусловлен следующим.

Углерод. Как известно, углерод оказывает сильное влияние на степень эвтектичности сплава, а также на ко- 15 личество и тип карбидной фазы. При минимальном содержании углерода (З,ОХ) в структуре чугуна увеличивается количество пластичной высокожелезистой фазы, что обеспечивает его высокую 20 ударную вязкость.

При содержании углерода ниже

3,07 заметно понижается жидкотекучесть и соответственно заполняемость 25 формы, так как падает степень эвтектичности сплава (менее 0,9) и увеличивается интервал кристаллизации. При максимальной концентрации углерода (3,47) степень эвтектичности равна

1,0, что обеспечивает максимальную заполняемость формы. При увеличении углерода свыше 3,4Х наблюдается падение прочностных свойств чугуна, что в свою очередь отражается на сни35 жении ударостойкости сплава. Это происходит в результате того, что сплав становится заэвтектическим (степень эвтектичности более 1,2) и появляются крупные заэвтектические карбиды, которые увеличивают хрупкость чугуна.

Кремний. Легирование сплава кремнием в указанном диапазоне концентраций повышает его эвтектичность и способствует образованию эвтектики на базе карбида хрома.

При содержании кремния ниже 2,27. понижается жидкотекучесть сплава и соответственно заполняемость формы, так как увеличивается склонность сплава к образованию плен, значительно снижающих прочность литых изделий.

Содержание кремния ниже предложенных . концентраций приводит к появлению в 55 структуре чугуна ледебурита, который также снижает прочностные свойства сплава и соответственно ударостой." кость. При содержании кремния выше

2,77 происходит сниженые ударостойкости сплава из-за значительного повышения хрупкости феррита.

Марганец. E указанных пределах концентраций марганец повышает дисперсность перлита, что приводит к увеличению твердости и износостойкости чугуна без снижения прочностных свойств.

Содержание марганца ниже 0,27 не оказывает существенного влияния на свойства сплава, так как он становится примесью.

Увеличение концентрации марганца в сплаве выше 1,2Х значительно увеличивает хрупкость и соответственно снижает ударостойкость отливки.

Хром. Предложенная концентрация хрома обусловлена тем, что при наличии остальных компонентов сплава, она обеспечивает образование в структуре аустенитно-хромистокарбидной эвтектики на базе высокотвердых карбидов хрома (Cr, Ре) С, что в свою очередь обусловливает высокую стойкость на удар и износ.

При содержании хрома ниже 7,97. в микроструктуре сплава появляется ледебурит, который снижает прочностные свойства чугуна и соответственно ударостойкость.

Содержание хрома выше 8,67 при концентрациях предложенных элементов практически не улучшает свойства сплава, а только удорожает его (увеличение содержания хрома на 1Х удорожает, 1 т чугуна на 5,1 р).

Бор. Введенный в сплав в пределах указанных концентраций он увеличивает микротвердость перлита и повышает лрокаливаемость сплавов в перлитной области.

Содержание бора до 0,05Х не оказывает ощутимого результата на микроструктуру чугуна.

Увеличивать содержание бора выше

0,157 нецелесообразно, так как значительно уменьшается содержание углерода в твердом растворе, что ухудшает прокаливаемость сплава. При содержании бора более О, 15Х в структуре появляются структурно-свободные карбиды бора, что значительно охрупчивает сплав и соответственно снижает его ударостойкость.

Ванадий. В разрабатываемом сплаве ванадиИ вводится в сплав с целью его

708

4 него содержания (h 1 1), нижних пределов (К - 12) и ниже нижних пределов (h"- 13) .

Одновременно выплавлялись сплавы по нижнему пределу, среднему содержанию и верхним пределам химических элементов прототипа (плавки Р 14, 15 и 16 соответственно).

Каждая смесь сплавлялась отдельно в открытых индукционных печах с кислой футеровкой тигля. Металл перегрео вали до 1450 С. Разливка чугуна про— изводилась при 1340-135С С в сухие о песчано-глинистые формы с получением шести помольных шаров диаметром 100 м

Одновременно заливали форму с видоизмененной пробой Руффа с сечением канала 4х12 мм. После полного охлаж,о дения (до 8Ь С) отлитые шары освобождались от литников и испытызались на ударной установке, принцип действия которой основан на свободном падении шара на наковальню с высоты 6 5 м.

1227

Химический состав. и результаты приведены в таблице.

Приведенные данные свидетельствуют о том, что предложенный сплав обладает лучшей жидкотекучестью и значительно большей ударостойкостью (в

2-3 раза) благодаря изменению соотношения компонентов в его составе.

УдаростойЖидкотекучесть чугуна, L

Содержание, мас.Е

Плавка, Р

Чугун

Cr Ti

Ni

Се кость, количеМп ство ударов

3,00 2,2 1,2

0,15

Предло- 1 женный

7,9 — 0,22

7,9 — 0,22

7,9 — 0,08

7,9 — 0,08

8,6 — 0,08

8,6 — 0,08

8,6 — 0,22

8,6 — 0,22

8,70 — 0,23

8,60 †. 0,22

3,40 2,2 0,2

0,07

3,00 2,7 1,2

3,40 2,7 0,2

3,00 2,2 0,2

3,40 2,2 1,2

3,00 2,7 0,2

3,40 2,7 1,2

3,60 2,80 1,40

3,40 2,70 1,20

0,15

0,05

0,15

0,05

С,16

0 05

0,17.

0,15 модифицирования. Ванадий образует тугоплавкие карбиды перед кристаллизацией хромистой эвтектики. Карбиды ванадия служат дополнительными зародышами для кристаллизации хромистой эвтектики, вследствие .чего увеличивается количество ее колоний и соответственно измельчается микроструктура сплава. Измельчение структуры, как известно, ведет к повышению прочностных свойств и ударостойкости чугуна.

Этот эффект модифицирования при содержании ванадия ниже 0,087 незначителен.

Ввод ванадия выше 0,22Х экономически нецелесообразен, так как при недостаточном увеличении измельчения структуры наблюдается эффект перемодифицирования, т.е. укрупнения продуктов модифицирования, что приводит к снижению ударостойкости.

Ъ

П.р и м е р . Для получения чугуна предложенного состава были приготовлены восемь смесей ингредиентов (плавки Ф 1-8, таблица), в которых содер- д жание химических элементов варьировалось на нижних и верхних пределах. Бы— ло выплавлено также 4 сплава (плавки 913),содержание элементов в которых находилось на уровне: выше верхних преде30 . лов (Р 9),верхних пределов (h"- 10), сред420 1850

445 2450

450 2510

465 2820

380 1220

395 1610

400 1600

415 192С

385 1500

420 2010

1227708

Ь

Продолжение таблицы

Содержание, мас.X

Чугун

Ti Ч Се В

11 3,20 2,40 0,70 — 8,20 — 0,16 — 0,11 480 2890"

12 3,00 2,20 0,20 — 7,90 — 0,08 — 0,05 380 1130

13 2,90 2,00 О, 15 — 7,80 — 0,06 — 0,04 380 1050

Известный 14

2,50 0,50 0,40 1,005,00 0,05 0,10 0,01 0,008 365 730

2,70 0,60 0,60 1,20 6, i0 0,11 О, 17 0,23 0,009 375 850

2,90 0,80 0,70 1,50 7,00 0,15 0,25 0,5 0,018 370 820

Составитель Н. Косторной

Техред Л.Олейник Корректор Е. Сирохман

Редактор М. Дылын

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

Жидкотекучесть чугуна, Е; ии

Заказ 2267/30 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ударостойкость количество ударов