Износостойкий чугун
Иллюстрации
Показать всеРеферат
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к чугунам для работы в условиях ударно-абразивного изнашивания. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости. Износостойкий чугун дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,7-4,3; марганец 0,6-1,4; кремний 3-4; хром 15,1-20,5; цирконий 0,35-1,35; иттрий 0,03- 0,12; фосфор 0,02-0,09; титан 0,4-1,2; один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, 3,15-4,18; магний 0,03-0,07 и железо остальное. Эксплуатационная стойкость чугуна составляет 882-928 ч. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (5I)5 С 22 С 37/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835510/02 (22) 07,06,90 (46) 23.05.92. Бюл. N 19 (71) Производственное обьединение "Гомсельмаш" (72) М.И.Карпенко, Ф.И,Титко. С.М,Бадюкова и С. В, Ветошки н (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N 937655, кл, С 22 С 37/10, 1982, Авторское свидетельство СССР
¹ 821523, кл. С 22 С 37/00, 1981. (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к чугунам для работы в условиях
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к износостойким чугунам для отливок, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания.
Известен износостойкий чугун следующего химического состава, мас,%;
Углерод 2,8-3,0
Кремний 0,25-0,5
Марганец 0,3-0,6
Хром 26-30
Молибден 0,4-0,6
Ванадий 0,4-0,6
Никель 0,4-0,6
Железо Остальное
Этот износостойкий чугун имеет недостаточную ударно-абразивную стойкость и
его подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений в отливках, что снижает эксплуатационные свойства.
Известный чугун обладает недостаточной твердостью, что снижает износостойкость и эксплуатационные свойства. Предел. Ж 1735426 А1 ударно-абразивного изнашивания. Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости. Износостойкий чугун дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.%; углерод
3,7-4,3; марганец 0,6-1,4; кремний 3-4; хром
15,1-20,5; цирконий 0,35-1,35; иттрий 0,030,12; фосфор 0,02-0,09; титан 0,4-1,2; один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, 3,15-4,18; магний 0,03-0,07 и железо остальное, Эксплуатационная стойкость чугуна составляет 882-928 ч. 2 табл. выносливости при изгибе известного чугуна не превышает 450 МПа, Наиболее близким к изобретению является износостойкий чугун, содержащий, мас,%:
Углерод 4,0-4,5 (4
Кремний 3,5-4,0, (гд
Марганец 0,5-1,0 )Ql
Хром 15-20 ф
Иттрий 0,5-1,0 Э
Железо Остал ьное (В качестве примесей этот чугун может содержать фосфор до 0.03 мас.д е серу до ), 0,03 мас,%, Твердость после литья 48-55
HRC, после термообработки 62 — 65 HRC; относительная износостойкость 1,42-1,53; предел прочности при изгибе 800-900 МПа.
Недостаток — низкая эксплуатационная стойкость чугуна в условиях абразивного износа (до 760 ч).
Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости.
1735426
55
Предлагаемый износостойкий чугун. содержащий углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, иттрий и железо, дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей вана- 5 дий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас, :
Углерод 3,7-4,3
Кремний 3,0-4,0
Марганец 0,6-1,4
Хром 15,1-20,5
Цирконий 0,35-1,35
Иттрий 0,03-0,12
Фосфор 0,02-0,09
Титан 0,4-1,2 15
Один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден 3,15-4,18
Магний 0,03-0,07
Железо Остальное 20
Дополнительное легирование чугуна цирконием, титаном и элементом из группы, содержащей ванадий и молибден, и модифицирование его магнием значительно повышают механические и эксплуатационные 25 свойства, Плавки износостойких чугунов проводят дуплекс-процессом коксовая вагранка— индукционная печь емкостью 5 т. В качестве 30 шихтовых материалов используют литейные чугуны, стальной лом, высокоуглеродистый феррохром, ферромолибден, феррованадий Вд2, ферротитан ФТи1, ферроцирконий и другие ферросплавы. 35
При модифицировании чугуна используют магниевую лигатуру, металлический иттрий Итт2 и ферротитан. Заливку сухих форм производят при 1450-1470 С.
Составы износостойких чугунов опыт- 40 ных плавок приведены в табл.1.
После литья чугуны составов 1-10 подвергают термической обработке: нагрев до
950-980 С со скоростью 80-90 С/ч, выдерж45 ка при этой температуре 1 ч на 25 мм высоты сечения, охлаждение на спокойном воздухе.
Механические свойства определяют на стандартных образцах по ГОСТ, а эксплуатационную стойкость — на деталях классификаторов, работающих в условиях абразивного износа, Механические и эксплуатационные свойства износостойких чугунов опытных плавок приведены в табл.2.
Относительную износостойкость вычисляют как отношение износа эталонного образца к износу испытуемых образцов.
Повышенная эксплуатационная стойкость предложенного износостойкого чугуна объясняется высокой твердостью и прочностью его металлической основы, образованием в процессе эксплуатации наклепа и вторичной твердости, что приводит к повышению стойкости в условиях абразивного изнашивания.
Формула изобретения
Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, иттрий и железо, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас, о/О.
Углерод 3,7-4,3
Кремний 3,0-4,0
Марганец 0,6-1,4
Хром 15,1-20,5
Фосфор 0,02-0,09
Иттрий 0,03-0,12
Цирконий 0,35-1,35
Титан 0,4-1,2
Магний 0,03-0,07
Один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден 3,15-4,18
Железо Остальное
1735426
Таблица1
Компонент
Содержание компонентов, 1 (иэ" вестный) 3 4 5
4,03
3,6
0,9
4,3
4,8
4,2
1,6
1,4
3,5 3,5
",3 3.7
3,8 4,0
4,1
3,6
4,3
3,7
4,0
0,6
2,2
2,7
0,4
3,0
1,4
3,0
1,4
0,8 0,6 0,9
0>35 1 2
0,2
1,35 . 0,35 1,2
1,35
0,2
0,11
0,4
0,4
1,2
4,18
0>7 1>2
0 7
3,66
0,1
1,1
4,25
0 3
3>15
3,01
0,01
0,02
0,05
3,66
18,2
0,08
0,09
4,18
0>02 0,05
0 09 0,01
0>01
2,9
13,0
0,1
4,3
3,15
l8,2 15>1
0,6 0,03
15,1 18,2 20,5
0,03 0,08 0,12
0,03 0,05 0,07
20,5
12,0
Хром
0,02 0,13
0,01 0,1
0,02
0,12
Иттрий
Магний
Железо
0>03 0,05 0,07
0,02
Осталь- ОсОсОсОсОс0c""
ОсОстальное
Осное таль- таль- тальталь- тальное ное таль- тальтальное ное ное ное ное ное
Таблица2
Твердость;
HRC
Предел коррозионной усталости, МПа
Предел прочности при изгибе, МПа
Предел выносливости при изгибс, МПа
Эксплуатационная стойкость, Ц
Износостойкость
Чугун состава
Интенсивность изнашивания> I „- 1 0
50
Составитель С.Деркачева
Редактор О,Юрковецкая Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О.Кундрик
Заказ 1796 Тираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101
Углерод
Кремний
Марганец
Цирконий
Титан
Молибден
Фосфор
Ванадий
2
4
6
8
10
981
63
67
64
67
66
58
531
522
453
472
485
535 . 548
542
541
553
498
507
512
0,530
0,425
0,360
0,385
0,396
0,356
0,374
0,521
0,491
0,487
148
306
312
367
218
235
882
897
892
928
908
851