Чугун
Иллюстрации
Реферат
Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким чугунам. ЦелЬ изобретения - повышение механических и эксплуатационных свойств. Предлагаемый чугун содержит, мас.%: углерод 2,2-3,2; кремний 1,2-1,6; марганец 1,5-2,7; хром 2,1-3,5; титан 0,1-0,3; ванадий 0,6-1,2; алюминий 0,01-0,03; ниобий 0,08-0,7; молибден 0,13-0,6; бор 0,02-0,14 и железо остальное, 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5цз С 22 С 37/10 © азйМ
6TQfYN-lGN%N43
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790497/02 (22) 22.02,90 (46) 23.12,91. Бюл. М 47 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) И.Ю.Кожевников, Б,К,Святкйн, М .И.Карпенко, А.М.Цейтлин, M.Á.Åãîðîaà и С,М.Бадюкова (53) 669. 13.01 8(088.8) (56) Заявка Японии N 57-32352, кл. С 22 С 37/08, 1982, Авторское свидетельство СССР
N 908904, кл. С 22 С 37/08, 1982.
Авторское свидетельство СССР
N 1125280, кл, С22 С37/10, 1983.
Чугун, ГОСТ 24384-80;
Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких чугунов, работающих в условиях кавитационно-эрозийного изнашивания.
Известен износостойкий чугун, содержащий мас.%:
Углерод 2,4-3,5
Кремний 1,4 — 2,2
Марганец 0,5-1,5
Хром 1,0-1,7
Никель 0,2-0,7
Железо Остальное
Этот чугун имеет нестабильные механические свойства..
Известен чугун следующего химического состава, мас.%:
Углерод 3,3-3,8
Кремний 0,7 — 1,2
Марганец 0,1 — 0,3
„, SU„„1700087 А1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к иэносостойким чугунам. Целй изобретения — повышение механических И эксплуатационных свойств. Предлагаемый: чугун содержит, мас.g: углерод 2,2-3,2: кремний 1,2-1,6; марганец 1,5-2,7; хром
2,1 — 3,5; титан 0,1-0,3; ванадий 0.6-1,2; алюминий 0,01-0,03; ниобий 0,08-0,7; молибден 0,13 — 0,6; бор 0,02-0.14 и железо остальное, 2 табл.
Хро» 0,1 — 0,3
Никель 3,5 — 4,0
Молибден 0,3— - 0,5
Магний 0,04 — 0,06
Медь 2,5-3,0
Церий 0,02 — 0,04
Железо Остальное
Известный чугун имеет нестабильную твердость (340-444 Н В) и низкую кавитационно-эроэионную стойкость.
Наиболее близким к предлагаемому является чугун, содержащий, мас.$:
Углерод 2,6-3,5
Кремний 1,2-1,8
Марганец 0,3-0,8
Хром 0,2-0,5
Титан 0,1 — 0,4
Ванадий 0,1-0,25
Алюминий 0,1 — 0,2
1700087
Железо Остальное
В качестве технологической примеси известныл чугук может содержать до
0,15 мас.,ь фосфора и до 0,15 мас,7, серы.
Структура известного чугуна В атл.лвках образцов диаметром 25 мм перлитно-цементитная, а механическле и зксппуата \Yi. онные свойства следующие:
Предел прочности при изгибе, МПа 700 — 780
Твердость Н В 400-550
Удараустойчивость циклов 600-800
Кавитационна-эрозионная стойкость, мг/м гс 140 — 165
Коэффициент изнасастойкости Ка 1-l 05
Недостатками известного чугуна являются низкие механические свойства.
Цель изобретения — погышение механических и эксплуатационных свойств.
Поставленная цель достигается rev„ ië о чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и железа, дополнительно содержит ниобий, молибден и бор при следуюьцем соатнсшении компонентов, мас.,<,:
Углерод 2,2 — 3,2
Кремний 1,2-1,6
Марганец 1,5 — 2,7
Хром 2,1 — 3,5
Титан 0,1-0.3
Ванадий 0,6 — 1,2
Ал ю мин ий 0,01 — 0,03
Ниобий 0,0B — 0,7
Молибден 0,13-0,6
Бор 0,02 — 0,14
Железо Остальное
Проведенный анализ предлагаемого чугуна показывает, чта на данный момент неиЗВестны технически8 р8шения, В которых были бы отражены указанные отличия.
Кроме того, указанные признаки.я-вляются необходимыми и достаточными дг я достижения палажлтепьнога эффекта. Зта позволяет сделать вывод о том, что данные .отличия являются существенными, Дополнительное введение в чугун ниабия., молибдена и мадифицирование 8IO бором обеспечивает в нем значительное повышение механичяеских свойств.
Дополнительное введение ниобия обусловлено его высокой легирующей сггасабностью и повышением микротвердасти„ механических и эксплуатационньl>, свойств при сохранении удараустойчивости, Ега влияние начинает сказываться с концен-рации 0,08 мас,7., а при увеличении его содержания более 0,7 мас. 7, снижается од5
1 )
16, 2G
2i
I i .>В
55 народность структуры л стабильность механических свойств.
Молибден упрочняет матрицу, повышая износостойкость, твердость и эксплуатационные свойства, При концентрации молибдена до 0,13 мас,,4 твердость, паочнасть, износостаЙКОсть и еомастайкость чугуна недостаточны, а при увеличекии концентрации молибдена бапе8 0,6 мас, $ снижается удароустойчивость и пластические
СВОЙСТВВ.
Бор в количестве 0,92 — 0,14 мас, g введен как эффективная модифицирующая добавка, повышающая однородность стру .<туры, lcTpBHÿloùBÿ В структуре о6рВзавакле междендритного графита, способствующая увеличению прочностных характеристи", и предела выносливости при
ИЗГYI 08, При канцентраци:: бора до 0,02 мас.7; модифициру,ащий эффект проявляется слабо, а при увеличении кокцентрации бора более 0,14 мас, p повышается угар металла, акисленкость границ раздела металлической матрицы и скижается стабильность механичЗских и эксплуатационных сВОЙстВ чугуна B Отливках.
I lPViCi, TCTBIiI8 В ЧУГУН8 T
Включениях, повышает износостойкость, пло-ность и герметичность чугуна, его сопротивляемость воздействию каррозионных сред, (ри концентрации TYTiBHB до
О, 1 viBc. / павы шени8 изнасастайкОсти и корразионной стой <асти несущественны, а при увепиченли 8I о содер>кания более 0,3 мас. / снижаются пластические свойства, предел прочности прл изгибе и удараустойЧИВОСTY.
Хром (2i1-3,5 мас. j) и ванадий (0,6—i,2 мас.,:0) яВляются основными легируюЩи viM I<ом понен1 ами, ОбеспечиВающими
noBышенные кавита II;cкно-зразионные свойства. При увеллчении их концентрации
-B:bIc
Алюминий служит раскисляющей и модифициру,"аьцей дабав: ой, а концентрация ма9гянца повышена до 1,5 — 2,7 IiiIBc, î, чтО ув8личивает сОДВржание аустенита и сни>кает концентрацию перлитной составля ацей, повышая кавитационно-;<орозионную стойкость. Повышение содержания марган<а Гилее 2,7 мас,, вызывает увеличение
;<онцентрации цементита, укрепляет струк1700087
Таблица
С,д, В СОС:ВНЕ "I НВ
3, 1, 2, 3, О, 0,0
0, 0.
0,1 .1 тял ое
* Известный чугун.
Таблица 2
* Известный туру и снижает предел прочности при изгибе и удароустойчивости.
Пример. Выплавку чугуна проводят в дуговой электропечи. Легирование чугуна хромом Х98, ферромолибденом ФМо1, фер- 5 рованадием ФВд2, ферромарганцем
ФМн75 и феррониобием ФН658 производят в электропечи при 1760-1780 К, а модифицирование ферротитаном ФТи3ОБ, ферробором ФБ2 и ферроалюминием и 10 производят в ковше при 1720 — 1740 К, Заливку чугуна производят в сухие жидкостакольные формы для получения 30 мм образцов, технологических ступенчатых проб и износостойких отливок. 15
В табл. 1 приведены химические ".çставы чугунов опытных плавок, а в табл. 2— их механические и эксплуатационны";. свойства.
Кавитационно-эрозионцую стойкост, 20 определяют на гидроабразивных установках при средней скорости гидроабраэивнь.х потоков 75 м/с.
Как видно из табл, 2, механические и эксплуатационные свойства предлагаемого чугуна значительно выше, чем известного.
Формула изобретения
Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью поьышс ния;-механических и эксплуа
"",àöèoÿных свойств, он дополнительно содержит моilиоден. Ниобии и бор пpи еле у,ощем соо...-ошении компонентов, "rnepop
V р мний !
4аргане1
Хром
Т етан ,., у; нади"
Алюминий
Молибден
Ниобий
Бор
;- :елезо