Износостойкий чугун
Иллюстрации
Показать всеРеферат
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (1) С 22 С 37/06, 37/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ пО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4679285/02 (22) 18. 04.89 (46) 07 04 91 ° Бюп. Р 13 (71) Иариупольский металлургический институт и Производственное объединение "Азовмаш" (72) Ф.К.Ткаченко, В.Г.Бфременко, А.Б.Гоголь, В.И,Кугычко, В.И.Коновка, Т.И,Архипова и 10.Д.Кузьмин (53) 669. 15 — 196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 378493, кл. С 22 С 37/06, 1971.
Авторское свидетельство СССР
Р 885329, кп. С 22 С 38/36, 1980.
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для лопаток дробеметных аппаратов.
Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости лопаток, снижение себестоимости при сохранении уровня механических свойств чугуна.
Увеличение содержания Мп в чугуне обеспечивает получение положительного эффекта, заключающегося в возрастании износостойкости, в частности эксплуатационной стойкости лопаток, за счет сохранения в структуре определенной части твердых и износостойких карбидов (CrFe) >C „. Кроме того, введение марганца повышает прокаливаемость металла, что дает возможноСть отказаться от использования
ÄÄSUÄÄ 1640195 д 1 (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве лопаток дробеметных аппаратов. Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости лопаток, снижение себестоимости при сохранении уровня механических свойств. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Е: С 2-3,6; Si 1,6-2,5, Мп 1-6,0; Ti 1-5,0; Сг 1-5,0; Al
О, 1 — 1,5; Ге остальное. По зышение в предлагаемом чугуне содержания Si u
Ип об еспечи ва ет увепич ение э кс11JE уя— та ционной стойкаc 1и;l опяток проб еметных аппаратов в 1,12-1,36 разя, я также снижает себестоимость зз 1,061,56 раза. 2 табл . дпл этой же цели дефицитного и доро— гого молибдена. При укя:зянш гх концентрационных пределах содержания марганца основа сплава состоит из мартенсита и аустенита, нестябипьного к образованию мартенсита деформации под действием ударов дроби, вследствие чего такая структура обладает способностью к интенсивному упрочцению при изнашивании. При снижении марганца менее 1 мас. Т сплав становится мартенситным, кроме того, резко уменьшается его прокаливаемость, что отрицательно сказывается на износостойкости. Увеличение кон— центрациш марганца более 6 мас. 7. также приводит к увеличе|п ю износа, так как основа сплава становится аустенитной, причем аустенит теряет способность к фазовому накпепу.
1640195
Содержание углерода в пределах
2-3,6 мас, обеспечивает получение необходимого количества карбидов для достижения высокой износостойкости сплава. При содержании углерода менее ?,0 мас.% сплав имеет низкую износостойкость, что связано с недостаточным количеством упрочняющей
Лазы, Прн повышении концентрации углерода более 3,6 мас. . в структуре сплава появляются крупные заэвтектические карбиды, сущестненно снижающие сопротивление износу.
Титан в количестве 1-5 мас. взаимодействует с углеродом и образует равномерно распределенные н матрице высокотнердые карбиды TiC, существенно повышающие износостойкость сплава. При снижении концентрации титана менее 1 мас. не происходит образования достаточного количества этих карбидов и износ повышается, При содержании титана более 5 мас. . ухудшается качество литого металла, чтб также снижает его изпосостойкость.
Введение хрома в количестве 5-
15 мыс. . обеспечивает связынапие оставшегося углерода в износостойкие карбиды типа Ме С . Уменьшение
30 концентрации хрома менее 5 мас. понижает износостойкость сплава, так как происходит образование карбидов цементитного типа. Увеличение содержания хрома более 15 мас. 35 вызывает появление крупных заэнтектических карбидных включений, в этом случае износ сплава также возрастает.
Кремний н количестве 1,6-2, 5 мас.%40 оказывает влияние на качество металла лоцаток, а также па состав карбидной фазы. При содержании титана в предлагаемых пределах происходит снижение жидкотекучести металла за 45 счет образования значительного числа тугоплавких соединений титана, что может приводить к возникновению дефектов в лопатках. Ввведение кремния повышает жидкотекучесть и, таким образом, устраняет литейные дефекты
50 лопаток, ускоряющие износ. Кроме того, при содержании кремния около
2 мас. . возникает возможность снижения содержания хрома в сплаве н связи с тем, что кремний частично за55 мещает хром в карбидах Ие. С, Снижение содержания кремния менее
1,6 мас. приводит к падению изпосостойкости, вызванному образованием литейных дефектов в сплаве вследствие его пониженной жидкотекучести. При повышении концентрации кремния более
2,5 мас.% i роисходит сильное охрупчинание сплава, что также отрицательно влияет íà его износостойкость.
Введение алюминия н предлагаемый сплав производится с целью понышения его износостойкости путем модифицирования структуры, а также увеличения склонности остаточного аустенита к деформационному упрочнению. При содержании алюминия менее 0,1 мас.% не достигается эффект измельчения структурных составляющих, что понижает износостойкость сплава. При повышении концентрации алюминия более 1,5 мас. . возрастает загрязненность металла неметаллическими алюмосодержащими включениями, ухудшающими стойкость сплава к изнашиванию.
Выплавку сплавов производят в
150-килограммовой индукционной печи, В качестве шихты используют литейный чугун, ферромарганец ФИп-1, феррохром Х165А, ферротитан ФТи-30, алюминий металлический, сталь Ст3.
Разливку металла производят при
1450 С. Отбор образцов для мехиспытаний производят н соответствии со стандартом. Химический состав исследованных чугунов приведен в табл. 1.
Предлагаемый и известный чугуны исследуют после закалки н масле от
850 С (У 2 ч) и отпуска при 200 С (ь>ых 2 ч); а базовый чугун — после о закалки н масло от 950 С (ь,4? ч) и отпуска при 200 С (6 цд 2 ч) (известная технология) . Иеханические свойства сплавон определяют с помощью стандартных методик. Эксплуатационную стойкость лопаток определяют на дробемете типа 4221б (скорость вращения ротора 2240 об/мин, производительность по дроби до 350 кг/мин).
Полученные результаты приведены н табл. 2, Как следует из табл. 1 и 2, повышение в чугуне предлагаемого состава содержания кремния и марганца обеспечивает по сравнению с известным чугуном повышение эксплуатационной стойкости лопаток дробеметных аппаратов н 1,12-1,36 раза при одновременном снижении себестоимости в 1,06-1,56 раза.
1640195,Формула изобретения
Табпнна 1
Хнмнческнй состав, нас,г ((Чугун
I J
Т1 Сг и но
Пр ецп оне нный
1 г
Иэвестньа1
1,О, 6,0
3,5
0,5
0,1
1,5 о,в
0,5
2,0
3,6 г,в
2 ° В
1,6
2,5
2 ° О
1,1
Ос тап ы<ое
1,О
5,0
3,О
4,0
5 0
15,0
1О,0
1г,о
0 ° 5
I ° 3
Табл и ца 2
Стойкость, Механические свойства ч уг уна
Оптовая цена отливки руб /т
Чугун ч
Твердость, G„1аг КС, HRC МПа Дж/см
Предлагаемый
2
1Известньп1
90-95
105-110
110-115
80-8 5
61
56
560, 54
819,86
696,82
874, 70
920
8
8,5
Составитель Н.Косторной
Техред М.Дидык Корректор С.Черни
Редактор И.Дербак
Заказ 998 Тираж 388 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК и ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат Патент, r.ужгород, ул.
II II
Гага и н а 1 0 1 р
Износостойкий чугун, преимущественно для лопаток дробеметных ап5 паратов, содержащий, углерод, кремний, марганец, титан, хром, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости лопаток, снижения себестоимости, при сохранении уровня механических свойств чугуна, он содержит компоненты в следующем соотношении,. мас.й:
Углерод
Кремний
Марганец
Титан
Хром
Апюминий
Железо