Чугун
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях воздействия значительных ударных нагрузок, сопровождающихся сильным абразивным воздействиям, например деталей молотковых дробилок, мельчайших шароб большого диаметра. Цель изобретения повышение ударно-абразивной изнобостойкости во влажной среде. Указанная цель достигается тем, что 4yryHj содержащий углерод, кремний, марга нец, никель, хром, алюминий, титан и железо, дополнительно содержит барий и медь при следующем соотношении компонентов , мас.%: углерод 2,5-3,5; кремний 2,6-3,4; марганец 0,5-1,5; никель 3,0-6,0; хром 8,0-12,0; алюС миний 0,4-0,8; титан 0,2-4,0; ба€ рий 0,01-0,05; медь 0,3-0,9; желе (Л зо остальное.Ударно-абразивная стойс кость во влажной среде и устойчивость к образованию трещин под воздействием ударных нагрузок составляет 0,083-0,096 г и 4058-4475 ударов соответственно. 1 табл. э 9д X) У 9 sd
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (П) А1 (5)) 4 С 22 С 37 10
1 Ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
И А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3914974/22-02 (22) 21.06.85 (46) 07. 11.. 86. Бюл. 1) 41 (71) Донецкий ордена Трудового;.красного Знамени политехнический институт (72) В.И.Мачикин, Ю.С.Шаповалов, А.М.Зборщик, А.Е.Бурочкин, В.П.Моисеев.и П.Е.Власов (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Я 1035085, кл. С 22 С 37/10, 1982.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1096300, кл. С 22 С 37/08, 1983.
Авторское свидетельство СССР
Ф 865952, кл. С 22 С 37/06, 1980.
Патент США У 4342588, кл. ?5-128, 1983. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях воздействия значительных ударных наг- рузок, сопровождающихся сильным абразивным воздействиям, например деталей молотковых дробнлок, мельчайших шарой большого диаметра. Цель изобретения— повышение ударно-абразивной износостойкости во влажной среде. Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марга нец, никель, хром, алюминий, титан и железо, дополнительно содержит барий и медь при следующем соотношении компонентов, мас.X: углерод 2 5-3,5; кремний 2,6-3,4; марганец 0,5-1,5; никель 3,0-6,0; хром 8,0-12,0; алюминий 0,4-0,8; титан 0,2-4,0; барий 0,01-0,05; медь 0,3-0,9; железо остальное. Ударно-абразивная стойкость во влажной среде и устойчивость g образованию трещин под воздействием ударных нагрузок составляет 0,083-0,096 г и 4058-4475 ударов соответственно. 1 табл.
632
6% никель приводит к графитн3ации чугуна.
Содержание храма в чугуне данного состава находится в пределах 8-127.
В таком количестве хром образует специальные карбиды типа M,С и подавляет графитиэацию, вызванную повышением .процентного содержания таких элементов как никель, медь, алюминий. Основной функцией хрома является павьппение изнасостайкости чугуна за счет насыщения его матрицы карбидами типа И С .
При содержании хрома менее 8Х подавление графитизации не происходит, не образуется карбид М С . Содержание хрома в чугуне данного состава, более чем 12% приводит к тому, что матрица чугуна перенасыщается карбидами, чта несколько снижает его пластичность, а следовательно, и устойчивость к воздействию ударных нагрузок.
Содержание меди в чугуне данного состава находится в пределах 0,3—
0,9%, Медь вводится с целью дополниного повышения пластичности чугуна, что благоприятно сказывается на повышение его устойчивости к восприятию дарных нагрузок, что является следствием стабилизации аустенита.
Содержание меди в количестве менее 0,3% в чугуне данного состава не приводит к стабилизации аустенита и ее влияние на дополнительное повьнпение пластических характеристик сплава не наблюдается. Содержание меди более 0,9% является пределом ее растворимости в данном сплаве и она выделяется из твердого раствора в чистом виде, чта отрицательно сказывается на пластичности сплава.
Содержание алюминия находится в пределах 0,,4-0,8Х наиболее полно выполняет функцию раскисления металла, активно удаляя из него киалород, тем самым способствует повьппению его корроэионной стойкости, что делает возможным применение сплава в условиях ударно-абразивного износа во влажной среде. Содержание алюминия в чугуне данного состава в количестве, меньшем чем 0,47, ведет к тому, что алюминий недостаточно активно выполняет функцию раскисления металла.
В количестве„ более чем 0,87, алюминий в чугуне данного состава способствует ега графитизации, что нежелательна, так как понижается абразивная износостойкость.
1 1268
Изобретение относится к металлургии и литейному п1 спзвод< тву н может быть использовано для изготовления деталей, работавших в условиях воздействия значительных ударных нагрузок, сопровождающими:ся сильным абразивным воздействием, например, деталей молоткавых драбилок, мельчайших шаров большого диаметра, Целью изобретения является павы- 1р шение ударно-абразивной износостойкости во влажной среде.
Содержание углерода в данном чугуне находится в пределах 2,5-.3,57.
В таком количестве углерод, являясь 15 элементом, входящим в состав карбидов, способствует получению .требуемой иэносастойкости сплава. Уменьше-! ние содержания углерода ниже 2,57 ведет к снижению изнасостайкасти 20 сплава, а увеличение выше 3,57. снижает пластические свойства чугуна.
Кремний в данном чугуне находится в пределах 2,6-3,47.. В таком количестве он способствует ускорению прев-25 ращения аустенита в перлитнай области, чта способствует экономии марганца. В количестве менее 2,6 это свойство кремния не проявляется. В количестве более 3,4% кремний приводит к ЗО графитиэации чугуна, что снижает его износостойкость.
Содержание марганца в данном сплаве находится в пределах 0 5-1,57. В таком количестве марганец, в составе данного чугуна, необходим для получения аустенитной матрицы сплава. Марганец, понижая мартенситную точку и способствуя образованию аустенитной структуры чугуна, повышает ега плас- 10 тичность, что делает возможныМ применить данный сплав в условиях значительных ударных нагрузок, При содержании марганца менее 0,5% в чугуне данного состава аустенитная 35 структура образуется в недостаточном количестве. Повышение содержания марганца для значительного увеличения пластичности более ч:ем 1,5% приводит к тому, что из-за стабильности аусте- 5р нита несколько падает износостойкость чугуна.
Никель в данном чугуне находится в пределах 3,0-6,0Х. В таком количестве он подавляет образование перлита при охлаждении сплава. В количестве менее 37 эта функция никеля не выполняется, а в количестве более руя чугун, повышает его коррозионную стойкость. Отсюда следует, что весь комплекс элементов в данньж весовых соотношениях в данном сплаве способствует повышению ударно-абразивной износостойкости чугуна во влажной среде.
Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице.
Испытания на удароустойчивость проводят на образцах ф 20 мм,и высотой
30 мм. Удар проводят в центр образца с энергией удара 19,5 Дж.
Из таблицы видно, что ударно-абразивная износостойкость во влажной о среде и устойчивость к образованию трещин под вовдействием ударных нагрузок у предлагаемого чугуна превьппает те же характеристики у известного состава; потеря массы при мокром износе составляет у известного чугуна
0,148 кг, а у предлагаемого — 0,09бг.
Число ударов до растрескивания у известного чугуна составляет 2970, а у предлагаемого — 4475.
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, хром, алюминий, титан и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения ударно-абразивной износостойкости во влажной среде, он дополнительно содержит барий и медь при следующем соотношении ингредиентов, мас. 7.:
Углерод
Кремний.
Марганец
Никель
Хром
Алюминий
Титан
Барий
Медь
Железо
2,5-3,5
2тб 3 4 .0,5 1,5
3,0-6,0
8, 0-12, 0
0,4-0,8
0,2.-4,0
0,01-0,05
0,3-0,9
Остальное
3 1268632 4
Титан в данном чугуне содержится в количестве 0,2-4 07 и применяется для повышения износостойкости сплава, так как матрица чугуна насьпцается карбидами титана, имеющими очень боль- шую твердость (Н ). При содержании титана менее 0,27 роста износостойкости сплава не наблюдается, так как матрица чувуна в недостаточной степени насьпцена карбидами титана. В количес- 1р тве более 4,07 резко уменьшается ударная вязкость сплава, так как g структуре чугуна появляется очень большое количество карбидов титана.
Содержание бария находится в преде- 5 лах 0,01-0,05%. Барий, измельчая структурные составляющие чугуна, ак-..: тивно рафинирует металл, способствует повьппению как износостойкости, так .и корроэионной стойкости чугуна, что 2О приводит к повьппению износостойкости во влажной среде.
В количестве, менее 0,027, влияние бария на повьппение ударно-абразивной износостойкости чугуна во влажной 25. среде не наблюдается, так как недостаточно полно происходит рафинирова- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ние металла и иэмельчение его структурных составляющих, В количестве более 0,057 барий в чугуне данного ЗО состава не растворяется.
Таким образом, совместное влияние углерода, кремния, марганца, никеля, хрома, меди, алюминия, титана и бария на свойства чугуна проявляются в следующем: марганец, никель и медь рбразуют стабильную аустенитную матрицу чугуна, что способствует повышению пластических свойств металла и делает возможным применение его в 4р условиях ударных нагрузок; углерод, хром и титан, образуя в матрице чугуна карбиды, повьппают его твердость, делают чугун более износостойким, что дает возможность применение сплава в условиях воздействия на него абразивных частиц; алюминий и барий, рафини12б8632
I сФ
Л сб I
Рв сс О I
40 О
1 I
4IuZ
OOeI4
Оа.О хеоа, Р >с с 1» иЪ
CV
С 3 сЪ ф
О r мЪ с 4»4
Ф Ф Ф л ф
Ol Oi
cV сч сЪ
° ф с Ъ сЧ о
1 40 Х охи
Х 40 Х а,а. сч сч
« о
Ф 43
Ch (O СОЪ э о о
» в а о о о
С0 О о а « о о
CO Ch с»Ъ
° « о о
1 ц о д %4
32 о о
40 Х
«l
IfI 0
0 i
441 -О
CC 1
О I ОЪф о о О сЧ
CO CO л л ь сО ф сЪ -1 сО л л л
Ъ 0 24
Оъ сЧ
С 4 сЧ с1
1О О О
1 1
1 Ю 1
I 0вИ
1 йо О е съ съ
I
1
1 40
I cO
О1 ь о в о с»Ъ ЮЪ о о о а о о о сЪ о в ь! 1!! о сч
° Ф Ф I
I
1 ю4 сч ° а в в о
° ф
« а
»Ф
« о
4»Ъ»Ф в а
О о
I
1 сч о в сч сч ф о о о о в « а л а о о а а
О сч о о а а с Ъ чС I о Ф О а а в
1 с Ъ I
a a о о
1
1 ф
°, в сЪ О И
« а в
o» \» е сч а о
Ф в о
iсЪ 4О а « о
О О а в «
СЧ С! С Ъ
»01 а сч
1О ссЪ в в
° «Ъ еъ о е а в в сч с ъ с ъ а в с»Ъ с«3
CI II
О Ф
%2 1»
СЧ M O ссЪ1. ! t
1. 1 м
44 1 С.Ъ
1 «I I
1 X
О 1 1
1 i» 1
Х °,  — - — 4
1» !
Х I 1
3a I 0 е и х
I 04I Г 0
1 00 1 I
I 0Ь 1 1
1 Э 1
1 В! 1 1
О 1 М сь14n
1 1 ! - 1
Iu 4 сч м ф
° »» »
4) сО 7
«a а 1 о о о
СЧ С Ъ ×(2 ОЪ О
a a а в а I I
o о о о