Чугун

Чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 280879 (21) 2816096/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 070781 Бюллетень, 14о 25 (51)М. Кл.з

С 22 С 37/06 с

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669. 13-018. 2 (088. 8) Дата опубликования описания 07.07.81 (72) Авторы изобретения

Л.A.Øåâ÷óê, Л.P.Äóäåöêàÿ и В.А.Ткачева (71) Заявитель

Физико-технический институт AH Белорусской CCP (54) ЧУГУН

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству чугунов для деталей, работающих в условиях абразивного износа, например, лопаток дробеметных аппаратов.

Известны износостойкие белые чугуны, содержащие углерод, кремний, марганец, хром и другие элементы fl) .

Для достижения максимальной износо-. стойкости содержание углерода в чугунах такого рода должно быть определенным образом связано с содержанием хрома, чтобы избежать появления в структуре сплава выделении заэвтекти- !5 ческих карбидов, обладающих повьаиенной хрупкостью.

Но техническои сущности из известных наиболее близким к предлагаемому является износостойкий чугун (2J сле- 20 дующего химического состава:

Углерод 2,3-2 8

Марганец 0,2-0,8

Кремнии до 1„5

Хром . 17-21.

Бор (или титан) . 0,1-0,3

Железо Остальное

Чугун в качестве примесеи содержит серу и фосфор до 0,1вес.е каждого. 30

Недостатком этого чугуна является низкая износостойкость вследствие низкого содержания углерода, которое не обеспечивает достаточного количества эвтектических карбамидов в структуре.

Целью предлагаемого изобретения является повыаение износостойкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, титан и железо, дополнительно содержит ниобий, при следующем соотношении компонентов (Ъ):

Углерод 3,4-4,2

КремниЯ до 1,5

Марганец 0,6-0,8

Хром,13-18

Титан 0,4-0,6

Ниобий 0,4-0,6

Железо Остальное

В качестве примесен чугун содержит серу и фосфор до 0,1 вес.й каждого. (Ири исследовании влияния сильных карбидообразующих элементов титана и ниобия на структуру хромистых чугунов было установлено, что эти элементы, образуя собственные

044636 карбиды, способствуют уменьшению в структуре чугуна количества.заэвтектических карбидов хрома. Кроме того, при легировании ниобием происходит измельчение эвтектической структуры чугуна. В связи с этим появляется, воэможность повысить содержание углерода до 4,2% не опасаясь появления в структуре крупных выделений заэвтектических карбидов хрома, которые в процессе эксплуатации изделий выкрашиваются и снижают износостойкость чугуна.

При введении в чугун титана и ниобия, в количествах менее, чем

0,4Ъ, доля образуемых ими собственных карбидов невелика, в связи,с чем не удается получить желаемой структуры. При содержании указанных элементов, превышающем 0,6%, наблюдается сильное охрупчивание сплавов.

Для установления оптимального химического состава чугунов были выплавлены (по известной технологии) и исследованы чугуны с содержанием углерода от 3,4 до 4,2% хрома от 13 до 18%, титана и ниобия от 0,4- до

0,6Ъ.

Химический состав, вес.Ъ

Исследованный объект

Si т1

Мп

S, P чугуна

16 0,5 0,4 0,09 0,10

11редла- 1 гаемыи чугун

0,9

4,2

0,7

0,10 0,10

0,08 0,09

0,4 0,5

0,7

3,4

0,6

0,6

0,8

0,6

4,1

Известныи чугун

0,12 — 0,13 0,09

2,78 1,30 0,6.2 17,4

Железо- Остальное

Таблица 2

Механические свойства и износостойкость заявляемого и известного чугунов

Коэффициент износостоикости

U<

К=—

Потеря веса при износе,Ъ

Усл.

М чу гуна

Мех. свойства

Иследованный объект кгс о мм

HRc

13,7

0,10

0,11

0,13

79

Заявляемый 1

12,4

92 чугун

10 5

Известный

0 1

55 ч г н

Определение механических своистви иэносостойкости производилось на образцах, подвергнутых термическои обработке по следующему режиму: закалка в масле при температуре

950оС, отпуск при температуре 400оС в течение 1 часа. Одновременно испытывали образцы из чугуна известного состава. При испытаиии на износ в качестве эталона использовали образцы из закаленной стали 45.

Испытания на износ проводили по следующеи методике. Цилиндрические образцы, имеющие высоту и диаметр

20 мм, усилием заранее тарированнои пружины прижимались к вращающемуся

15 абразивному кругу. Величина усилия составляла 2 кгс. 11родолжительность испытания составляла 2 мин. Величину износа определяли как потерю веса в граммах и выражали в процент тах по отношению к первоначальному весу образца.

Коэффициент износостойкости К определяли как отношение величины износа U„ эталона к величине износа

U2 опытного образца.

Результаты испытаний представлены в табл.1 и. 2.

Таблица 1

Химический состав предлагаемого и известного сплавов

844636

Формула изобретения

1О

Составитель Г.Дудик

Техред H.Êåëóøàê Корректор H.Áàáèíeö

Редактор О.Иванова

Заказ 4220/7 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Потеря веса эталонного образца при испытании составила 1,37Ъ.

Как видно из таблиц, предлагаемыи чугун по износостойкости превос>:одит известныи в 1,3 — 1,7 раза.

Чугун, содержащии углерод, кремнии, марганец, хром, титан, железо, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения износостойкости, о» дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод 3,4 — 4,2

Кремний 0,8-1,2

Марганец 0,6-0,8

Хром 13-18

Титан 0,4-0,6

Ниобии 0,4-0,6

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 151366, кл. С 22 С 37/06, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

М 195118, кл. С 22 С 37/06, 1967.