Чугун
Иллюстрации
Реферат
Изобретение отнасится к металлургии и может быть использована при производстве деталей доменного оборудования. Цель изобретения - повышение ударной вязкости и сопротивления термической усталости. Новый состав чугуна содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 1,5-2,1; Si 1,2-1,4; Мп 0,8-1,2; Сг 22-26; Ni 2-4; Mo 0,3-0,6; / 0,3-4,0; Ti 0,2-0,3; Al 0,1-0,2; Са 0,05-0,1, Си 2-3,5 и Fe остальное . Дополнительный ввод в состав чугуна Си, повышение содержания Ni с 0,5 до 2-4Z, уменьшение содержания Ti с 04 др 0,2-0,3% обеспечивает повьппение ударной вязкости в 1 ,8-2 раза и улучшение сопротивления тер-f мической усталости в 1,7-2,5 раза. 2 табл. (Г) сл 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН,Л0 1 48 2 А1
15У 4 С 22 С 37/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ", К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4059286/22-02 (22) 13.01 86 (46) 30.10.87. Бюл. У 40 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт механизации труда в черной металлургии (72) M.М.Шурапей, Н.М.Потапов, В.Н.Никифоров, В.П.Ковязин, В.К.Гладуш, Э.С.Орлов, В.И.Комар и И.И.Дышлевич (53) 669.15-196 (088.8) (56) Цнпин Н.И. Износостойкие отливки из белых легированных чугунов.
Обзор. M.: HHHMAIll, 1983, с.31.
Авторское свидетельство СССР
У 1315511, кл. С 22 С 37/10, 1985. (54 ) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве деталей доменного оборудования. Цель изобретения повьппение ударной вязкости и сопротивления термической усталости. Новый состав чугуна содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:
С 1,5-2,1; S1 1,2-1,4; Мп 0,8-1,2;
Cr 22 — 26; й1 2-4; Мо 0,3-0,6;
V 0,3-4,0; Ti 0,2-0,3; Аl 0,1-0,2;
Са 0,05-0,1 Си 2-3,5 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Си, повышение содержания Ni с 0,5 до 2-4Х уменьшение содержания
Ti с 04 др 0,2-0,3Х обеспечивает повьппение ударной вязкости в 1,8 — 2 раза и улучшение сопротивления тер« мической уаталости в 1,7-2,5 раза.
2 табл.
1348382
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для деталей доменного оборудования, 5
Цель изобретения — повышение ударной вязкости и сопротивления термической усталости.
Изобретение иллюстрируется примерами конкретного выполнения. 10
Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.
Повышение ударной вязкости при больших удельных давлениях с введением в сплав меди и повышением содержания ванадия до 4% при суммарном содержании никеля и меди, не превышающем 6, происходит за счет того, что из микроструктуры исчезает стабильный аустенит и остается только метастабильный, который при ударном воздействии частично превращается н деформационный мартенсит, 25 значительно повышая при этом ударную вязкость.
При вводе в чугун меди, которая обладает графитизирующими свойствами, но в меньшей степени, чем никель, 30 повышается ударная вязкость и снижается износостойкость за счет появления в микроструктуре стабильного аустенита. Однако повышение содержания карбидообразующего ванадия от 0,5 до 4% препятствует образованию стабильного аустенита, за счет этого количество аустенита в микроструктуре снижается при нормализации до
45, при отжиге аустенит практически 40 исчезает, и структура состоит иэ феррита и эвтектики типа (FeCr) С .
При этом растет твердость и снижается ударная вязкость. Поэтому высокохромистый чугун необходимо подвергать 45 нормализации, при этом повышение количества метастабильного аустенита более 45% также снижает износостойкость. Повышение количества метастабильного аустенита происходит при увеличении суммарного количества никеля и меди в чугуне свыше 6%, кроме того, это увеличение может привести и к появлению стабильного аустенита, что резко (до 40 HRC>) снизит твердость и износостойкость при абразивном износе.
Повышение ударной вязкости в значительной мере определяется и тем, что при повышении содержания ванадия в чугуне от 0,5 до 4 . металлическая основа легируется ванадиевой эвтектикой (карбидами ванадия размером до 0,45 мкм).
Алюминий в высокохромистом чугуне, как и кремний, повышает температуру фазового превращения, тем самым повышая его сопротивление термической усталости при циклических нагревах и охлаждениях. Повышение температуры фазовых превращений препятствует объемным изменениям в микроструктуре чугуна, вследствие чего затрудняется образование сетки трещин.
Кальций является сильным раскислителем и дегазатором по отношению к азоту, значительно снижает количество азота и кислорода в чугуне, измельчает его структуру, что спо- . собствует повышению его механических свойств.
Введение меди в высокохромистый чугун в количествах 2 — 3,5 в сочетании с никелем и алюминием значительно увеличивает сопротивление термической усталости эа счет повышения количества аустенита в метал-. лической основе
Таким образом, введение перечисленных элементов позволяет получить высокохромистый чугун с повышенными ударной вязкостью, износостойкостью при ударно-абразивном износе и сопротивлением термической усталости.
Выплавка сплавов велась в основной электродуговой печи емкостью
4 тН.
Для ввода в чугун кальция использовался силикокальций СК-20. Силикокальций задавался в печь непосредственно перед выпуском металла при
1550-1560 С.
Алюминий АК-7 с содержанием 99,8% алюминия вводили в ковш с учетом 30% угара при выпуске металла иэ печи.
Медь вводили в металл по расплавлению шихты в виде лома воздушных фурм.
Основными компонентами шихты являлись лом низкоуглеродистой стали и чугуна, феррохром ФХ-003 72%.
Расчет содержания углерода в сплаве на заданный предел производился с учетом 1О угара. По расплавлению шихты и получению результатов химСодерванне компонентов, нас.I
Чугун гс
Т" g °
I .I"
Предлегаенай
1 1,3 0,8 0,7 20
1,5 0,2 0,2
0,1
1,5 0,05 0,01
Остальное
l,5 1,20 О ° 80 22,0 2,0 0,30 О ° 30 О ° 20 2,0 0,10 0,05
Э 1,8 1,40 1 ° 02 24,2 24 057 301 О ° 3
3 ° 50 О, 14 0,07
Варианты
4 2,1 1 ° 39 1,20 26,0 4,0 0,60 4,0
О ° 27 2,00 0,2
5 2,4 1 ° 7 1,5 28
О ° 4
I,& 0,3
4 ° 5 0,7 4,5 а,! О,l 0,1
0 ° 50830
0,25
0,03- 0,005
1,8- 0,5О ° 4
Иввестный
1 ° О
1,0
0,015
3,5 1,5 4,0 22
Как следует из табл. 1, дополнительный ввод в состав чугуна меди, повышенное в нем содержание никеля, уменьшение титана обеспечили повышение ударной вязкости с 1,8-2 раза и улучшение сопротивления термической усталости в 1,7-2,5 раза.
Таблица 2
Ударная вязкость, кгс м/см
Чугун
Формул а изобретения
0,83
Предлагаемый 1
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ванадий, титан, алюминий, кальций, железо, отличающий с я тем, что, с целью повышения ударной вязкости, сопротивления термической усталости, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.7:
Углерод l,5-2,1
Кремний 1,2-1,4
0,93
Варианты
0,80!
0,72
13 55
0,56
7-9
0,1 0,4
Известный з
13483 анализа экспресс-лаборатории науглероживание проводили боем электродов.
Феррохром задавался в печь иэ расчета угара 15Х хрома.
По расплавлению шихты при 14005
1420 С берется проба для экспрессанализа на углерод, кремний, марганец.
После получения результатов химанализа в расплав вводили ферросилиций ФС-45 с учетом усвоения кремния
907., марганец ФМп 1,0 757 с учетом
10Х угара марганца.
Никель вводили в печь с основной шихтой. Использовался металлический никель в виде гранул М-3 с содержанием никеля 98,6Е, усвоением 1007.
Молибден вводили в печь с основной шихтой с учетом усвоения IOOZ.
Лом молибдена вводили в виде прутков диаметром 60 мм. Выплавку сплава можно вести с применением ферромолибдена ФМ 0556, феррованадий
82
757 СТС вводили в печь при 1500 о
Ю
1520 С с учетам угара 25Х. Титан а вводили в чугун, используя ферротитан Ти I и Ти 2 с учетом 257. угара перед самим выпуском жидкого металла иэ печи.
Выпуск чугуна иэ печи производили при 1500-1560 С.
Заливку производили в сухие песо чано-глинистые формы при 1520-1540 С.
Разливка ковшом емкостью 4,0 т.
Испытания на сопротивление термической усталости производились при нагреве образцов размером 50х70х10 в термйческой печи до 900 С при последующем охлаждении в воде. При.,термоциклировании фиксировалось число циклов (И,4) до начала образования видимой сетки трещин.
В табл.! дан химический состав сплавов;в табл.2 — результаты испытаний чугуна известного и предлагаемого составов.
Таблнца ) 1348382
Составитель Н.Косторной
Техред А.Кравчук
Редактор М.Недолуженко
Корректор И.Муска
Заказ 5166/26 Тираж 604
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретение и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Подписное
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4
Марганец
Хром
Никель
Молибден
Ванадий
0,8-1,2
22-26
2-4
0,3-0,6
0,3-4,0
Титан
Алюминий
Кальций
Медь
Железо
0,2-0,3
0,1-0,2
0,05-0,10
2,0-3,5
Остальное.