Износостойкий чугун

Износостойкий чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсинк

Социелнстичеекии

Республик (») 58717Î (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020876 (21) 2393242/22-02 с присоединением заявки ¹вЂ” (23) Приоритет (43) Опубликовано ОМ1.78. Бтоллетень ¹ 1 (45) Дата опубликования описаиия 050178

С 22 С 37/10

Геецаретееникв аеи)итет бенета айиниотрое COG ио ааааа ваойретенвв и етирктий

:(53) УДК 669.15 26 782 74 73 292- 96 (088.8) B.С,Лучкин, В,A.×åðíÿê, Ю,Н,Тараи, В.И.Снаговский, О.B.Ôèëoíoâ, B.Ä.Äåéíà, Й.С.Кукурузняк, Н.Н.Спичка, A ° Ã.Ëåñêî и Е.B.Õàçàí (72) Автори изобретения

Днепродзержинский ордена Трудового Красного Знамени индустриальный институт им. И.И,йрсеничева (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН

Изобретение относится к области металлургии, а именно к сплавам, содержащим железо, углерод и хром в качестве основы, используемых для изготовления иэносостойких деталей, например быстроизнашивающихся сменных деталей металлургического и горнорудного оборудования.

Известен иэносостойкий 71 ÓH< держащий компоненты в следующем соот- )p ношении,вес.в:

Углерод 2,2 — 3,4

Хром 9 0 -10,8

Кремний 1 2 — 2,2

Иарганец 04" 38 iS

Железо Остальное Ц .

Сплав этот представляет собой белый доэвтектический чугун, эвтектической структурной составляющей в котором является эвтектика на базе гекса- я0 гонального карбида хрома †(g1,ð@ ) а продуктами распада аустенита — мартенсито — трооститная смесь, и имеет следующие механические характеристики в литом состоянии: и

Предел прочности иа РазРыв, 6В, кг/мм 40-45

Предел прочности на на изгиб, Й, кг/ма 65

Твердость, Я С

62-64 ЗО

Потеря веса при испытании на иэно состойкость при нагрузке 50, 75 100 и 125 кг составляет 0,0122 0,0205)

0,02911 0,0388 г (соответственно) ° Не" достатком сплава является его низкая ударная вязкость (0,23-0,35 кгм/мм ).

Это не позволяет применять сплав при производстве деталей, работающих в условиях износа при повышенных удельных давлениях или ударных нагрузках.

Цель изобретения — создание износостойкого сплава, обладающего повышенной ударной вязкостью и упрочняющегося под действием ударных нагрузок, Э-о достигается тем, что предлагаемый износостойкий чугун дополнительно содержит церий и ванадий при следующем соотношении компонентов, вес.вз

Углерод 2 5 - 3 2

Хром 9,0 -10,8

Кремний 1,2 — 2,4

Иарганец 11,0 -15,0

Церий 0,001 - 0,2

Ванадий 0 15- 0,3

Железо Остальное

Содержание серы и фосфора не более 0,1 вес.Ъ каждого, При максимальной концентрации углерода образуется чисто эвтектичес587170

Предел прочности при разрыве (6 В ), кг/мм 24-2 у

Предел прочности при изгибе (6„ ),кг/мм 2 54 55

Ударная нязкость (С ),кгм/см ор37-0,43

Твердость в литом состоянии (H RC)

Твердость в наклепан1р ном состоянии (Hqg) 40 — 42.

В тоРой состав чугуна отлича тся более низким содержанием углерода и имеет структуру белого доэнтектического чУгУна, обладающего в сравнении

15 с чисто эвтектическим чугуном мен шим содержанием высокотвердых карби дов (С г, Ге ) > С >, ответственных за износостойкость.

В связи с этим данный сплав испыт ывался в качестве износостойкого материала. Содержание компонентов в нем составляет, нес,Ъ:

Углерод

Хром

2б Марганец

Кремний

Церий

Ванадий

Сера

Ю Фосфор

Железо

29 — 3l

2,79

9,50

12,5

1i30

0,012

0,2

0 05

0,06

Остальное

27-30 кая структура чугуна с наибольшим коJlH÷åñòâoì нысокотнердых энтектических карбидов (Cr,pe)< С, что обес1 ечинает самую высокую износостойкость чугуна.

Минимальная же концентрация углерода приводит к унеличению в структуре чугуна количества нысокопластичной аустенитной фазы, что при некотором падении износостойкости чугуна обеспечивает его наибольшую ударную вязкость. Концентрация хрома обусловлена тем, что при наличии остальных компонентов сплава, она обеспе инает образование в структуре чугуна высокотвердых эвтектических карбидов хрома (C pe ) C> ответственных за из» носостойкие свойства сплава. Дополнительное легирование кремнием н указанном диапазоне концентраций способствует образованию гексагонального карбида хрома. При этом максимальная концентрация кремния обеспечивает образование назнанного карбида при максимальном содержании углерода и минимальном хрома. Минимальная концентрация кремния обеспечивает образование гексагонального карбида хрома при минимальной концентрации углерода н сплаве и максимальной — хрома.

Дополнительное легирование марганцем и указанных пределах способствует стабилизации нысс копластичного аустенита. Это обеспечивает понышенную ударную вязкость сплава, а также позволяет сплаву упрочняться в процессе щ

его эксплуатации в условиях повышенных удельных давлений (или в условиях ударных нагрузок) из-за способности легированного аустенита наклепываться

Церий и ванадий в указанном КоН 40 центрационном диапазоне способствуют измельчению зерна сплава в литом состоянии, увеличивая тем самым его ударную нязкость.

П р и м е Р.Чугун выплавляют в от- 45 крытой индукционной печи в основном тигле. Разливают сухие песчано-глинис,тые формы диаметром 80 и высотой 250мй.

Содержание компонентов в чугуне следующее, вес.Ъ: 35

Углерод 3,22

Хром 10,78

Марганец 14,81

Кремний 2,38

Церий 0,008

Ванадий 0,17

Сера 0,О4

Фосфор О,О6

Железо Остальное, Полученный сплав имеет следующие технологические и механические харак- ® теристики:

Жидкость по спирали Кери,мм при температуре заливки

1320-l480 С 610-980

Линейная усадка,Ъ 1,8Î 65

Сплав имеет следующие технологические и механические характеристики;

Жидкотекучесть по спирали

Кери,мм при температуре заливки 1320-1480 С 440-520

Линейная усадка,% 1,95

Предел прочности при разрыве (6 ), кг/мм

Поедел прочности при изгибе (Дц ), кг/мм 44-48

Ударная вязкость (а ), кгм/см

2 (У

0,67-0,8

Твердость в литом состоянии ()(RС) 25-28

Твердость н наклепанном состоянии (H R C) 36-38

Износостойкость предлагаемого чугуна указанного состава оценивалась на облицовочных плитах .пресс-форм для производства огнеупоров, работающих на износ при повышенных удельных данлениях.

Сплав выплавляют н открытой индукционной печи в основном тигле. Заливку плит производили в кокиль.

При сроке службы плит текущего производства из цементированной и закаленной стали 20Х, равном 70 час, срок службы плит из предлагаемого чугуна указанного состава составляет 600 час, В то же время плиты из известного иэ" носостойкого сплава (прототипа) acna(тать не удалось вследствие их высокой

587170

2,5 - 3,2

9,0 "10,8

1,2 - 2,4

11,0 -15,0

0,001 — 0,2

0 15- 0,3

Остальное °

Углерод

Хром кремний

Марганец

Церий

Ванадий

Железо

Составитель Т.Платицина

Техред A.ÁoãäàH КОрректор А.ВЛасенко

Редактор О.Филиппова

88/22 Тираж 771 Под пи сн ое

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

11303, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул.Проектная, 4 хрупкости и растрескивания в процессе установки в пресс.

Предлагаемый чугун обладает достаточной износостойкостью, а его ударная вязкость выше, чем у известного сплава. Кроме того, твердость чугуна под воздействием ударных нагрузок в холодном состоянии увеличивается . Повышенная ударная вязкость износостойкого чугуна позволяет увеличить срок службы быстроизнашивающихся деталей, работающих при повышенных удельных давлениях или в условиях ударных нагрузок, Технология выплавки сплава не меняется в сравнении с используемой для известного сплава.

Формула изобретения

Износостойкий чугун, содержащий углерод, хром, кремний, марганец, желе- 20 зо, отличающийся тем, что, с целью повышения ударной вязкости и увеличения твердости под действием ударных нагрузок в холодном состоянии, он дополнительно содержит церий и ванадий при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Авторское свидетельство СССР

Р 347362, кл. С 22 С 37/06,1970.