Износостойкий чугун

Износостойкий чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 585229 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 040876(21) 2393932/22-02 с присоединением заявки ¹-2 (51) М. Кл.

С 22 С 37/10

ГащцcTIINIII ввввтвт

6вввта Мввввтаав СаСР

° в ааааа аввбрвтввва а втваитвй (23) Приоритет (43) Опубликовано 2 1277. Бюллетень № 47 (45) Дата опубликования описания 21.1277 (53) УДК 669.15 782

74 26 784 292т 3 777-196 (088.8} (72) АВтОрЫ A. B. Клибус B И. Тихонович, В. A. Локтионов, -изобретения и. A. шрамченко и с. н. примеров

Институт проблем литья All Украинской CCP (71) Заявитель (54 } изт. ОсОстОЙкий чуГун

1,5-1,9

0,8-1,4

0,85-1,2

9,0-11,0

0,5-1,0

0,3-0,9

0,01-0,1

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Ванадий

Медь

Теллур

Железо

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа. 5

Известен износостойкий чугун }1) следующего состава в вес, %:

Углерод 2,9-3,3

Кремний 0,8-1 4

Марганец О, 4-0,8

Хром 12,0-15,0

Ванадий 1,1-1,3

Молибден 1,4-1,6

Медь О, 3-0,5

Железо Остальное

Известный чугун имеет низкие пРоч- ностные и пластические свойства, что обусловлено высоким содержанием хрома и наличием в структуре большого количества хрупкой карбидной фазы.

Несмотря на высокую износостойкость такой чугун не может применяться для изготовления деталей, работающих в условиях активного абразивного износа при воздействии ударных нагрузок.

Кроме того, наличие дефицитного молибдена в составе значительно удорожает чугун.

Целью изобретения является повышение прочности н ударной вязкости чугуна при сохранении его износостойкости в условиях активного ударноабразивного износа.

Это достигается тем, что предложенный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, железо, дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Марганец в пределах 0,85 -1,2% повышает с 10 до 25% содержание нестабильной аустенитной составляющей в структуре сплава после термообработки. Содержание марганца в чугуне выше 1,2% способствует появлению в структуре стабилЬного аустенита, что нижает износостойкость. При содержании марганца меньше 0,35% в структуре чугуна наблюдается уменьшение доли аустенитной составляющей и увеличивается доля мартенситной составляющей, !

585229 что снижает износостойкость и увеличивает хрупкость.

Введение меди в чугун способствует повышению прочности аустенитной составляющей.. При содержании меди в чугуне в пределах от 0,6 до 0,9% микротвердость аустенитной составляющей

2 повышается с 400 до 500 кг/мм . Содержание меди более 0,9% приводит

;к снижению мартенситной точки и появлению в структуре сплава стабильного аустенита, что приводит к снижению износостойкостя. Содержание меди в чугуне меньше 0,3% существенно не влияет на прочностные свойства. 15

Соотношение содержания хрома и углерода в сплаве для получения в структуре чугуна комплексного карбида типа Ме С з должно быть C r С = 6»

Превышение этого соотношения приво.цит к образованию карбида типа

Я Е С,. При уменьшении данного соотношени- .в ":структуре увеличивается количество карбида МебС. Переход

Я и С в МР<з Сь пряводит к уменьшению значений удельной энергии разрушения карбидной фазы с 92,3 до 15,35 кгмм/мм и снижению микротвердости с 1370 до >

1100 кг/мм", превращеняе карбида из

Ме- С в lйе, С приводит к снижению микротвердостя с 1370 до 800 кг/мм .

Оба этих процесса приводят к снижению иэносостойкости.

В известном сплаве соотношение

Cv С=З 5 — 4 оьусловливает оьразование

35 карбидов типа Яе С. Повышение иэносоэ стойкости предлагаемого сплава достигается изменением строения карбидной фазы иэ iiAe C в Же С з путем изменения соотношения хрома к углероду С .:(= 6.

Увеличение в структуре нестабяль.

40 ного аустенята позволяет <>-.:".э.ть содержание карб. ппсй Фазы, не снижая иэносостойкос",.: и одновременно повыст

Содерв:ание углерода в предлагае..,Ом поста е -:угуча должно находиться в пред ..-.. 1, 5-1, 9% и соответственно сс ержаняе хрсма 9-11% . Содержание хрома меньше 9% я углерода менее 1,5Ъ приводит к резкому уменьшению количества карбидной Фазы и снижению износостойкости. Верхние пределы хрома и углерода обусловлены тем, что повышенное содержание карбидной фазы в чугуне незначительно повыаает износостойкость, но резко снижает прочность и ударную BHsKocTb.

Ванадий применяется как элемент, легирующий карбидную фазу. При указанных концентрациях углерода и хрома содержание ванадия выше 1% приводит к образованию в структуре сплава самостоятельных карбидов ванадия VC. При содержании ванадия в чугуне меньше

0,5Ъ его влияние незначительно. Иикротвердость карбидной фазы при введении в чугун ванадия в пределах 0,5-1% повышается с 1370 до 1б00 кг/мм

» 2

Содержанке кремния, в чугуне более

1,4Ъ способствует образованию ферритной составляющей в структуре, что снижает износостойкость, а при содержании меньше 0,8% чугун имеет низкую жядкотекучесть (500 мм на спиральной пробе) .

Теллур изменяет морфологию карбидной Фазы. Введение его в чугун в пределах 0,01-0,1Ъ способствует относительной сФероидизации эвтектяческих и вторичных карбидов, что значительно познает износостойкость, прочность и ударную вязкость.

Содержание теллура в чугуне, меньше 0,01Ъ почти не влияет на сфероидизацию карбидов. Содержание теллура более 0,1Ъ снижает прочностные характеристики чугуна, так как образуются карбиды теллура. Сплав используется в термообработанном состоянии.

Термообработка проводится по следующему режиму: отжиг при температуре

860-820 С в течение 5 час, закалка о на воздухе от температуры 1000 С и отжиг при 500 С продолжительностью о б час.

Структура сплава после териообработки предсталяет аустенитно-мартенситную основу с включениями первичных и вторичных карбидов типа Jge т з

Сравнительные характеристики предлагаемого и известного чугуна приведены в таблице. о

М (О л

C) л

1 1

1 i ( (Г(о о

Ю л

":3 о

CI (d

1 и о и (4 (4 л о (Р о о л о

4 (Ъ

Ц

Ц

Ф а (ь о

CC о (г( и

6 х х и

Ф х х (ь х (iI

%

Д

1-( и о

ГЬ Г(Ч х щ д (ь е хди и х

Ф й« Х ((х

М

5Г ц1 е и ао г

1 (ь о

Г(1

Х (ь х д а

< o г о ь

585229 оооо сг О1 4 CO (A с(M 3 ((i (Г1 ГЧ (0 чргчг- л л(ч(ч гч о (ч co (гч(1л с оооо

1 (Ii

1 Ц CI о ьооОг хЕ» оооо гч (г) с0 оооо с оооо

O -(ГЧ (Г з о(с оооо

Г (Г(Г (Л

lA lD Г CO оооо (A сз гч (о

00 Ю ((( (о(оо (л

ГЧMI (Г

СОсП л

Оолл

О Ч О ГCQ (11 (ГЧ оолл

CO О ((Ч (Ъ

Гаr CO ((ч

585229

Формула изобретения

Составитель Т. Платииина

Редактор H. данилович Техред И.Андрейчук Корректор М. демчик

Заказ 49б7/19 Тираж 7бб . Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый иэносостойкий чугун обеспечивает повышение ударной вязкости в 2-3 раза, прочности на 2050% и снижение интенсивностями изнашивания на 70-140 мг/км.см по сравнению с известным сплавом.

Иэносостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, железо, о т л и ч а вшийся тем, что, с целью повьыения прочности, и ударной вязкости в условиях. активного ударно-абразивного " износа, он дополнительно содержит теллур при следующем соотношении компонентов, вес. Ъ:

Углерод 1,5-1,9

Кремний О, 8-1,4

Марганец 0,85-1,2

Хром 9,0-11,0 ванадий 0,5т1, О

Медь Ог3 0,9

Теллур 0, 01-0,1

Железо Остальное.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе".

1. Авторское свидетельство-СССР

9 511377, М. Кл . С 22 С 37/00, 1974.