Износостойкий чугун

Износостойкий чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

{ii>952986 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 29. 12. 80 (21) 3227886/22-02

f5 $ ) М. Кд. з

С 22 С 37/10. с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 230882. Бюллетень №31 (53) УДК 669. 13 018.2(088.8) Дата опубликования описания 230882 (72) Авторы изобретения

Д.И. Станчев и А.Ф. Дудина (71) Заявитель

Воронежский лесотехнический институт .с (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким сплавам на основе железа, предназначеннык для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного истирания при одновременном действии агрессивной среды,. например для производства древесноволокнистых плит и в бумагоделательном оборудовании.

Известны иэносостойкие чугуны, содержащие углерод, кремний, марганец, хром и служащие .для изготовления деталей, работающих .в условиях абразивного истирания.

Недостаток этих чугунов — недостаточная прочность при абразивном износе при работе в агрессивных средах.

Известен коррозионностойкий чугун 11 следующего химического состава, вес.Ъ:

Углерод 3,0-4,0

Кремний 2,5-4,0

Марганец 0,3-0,6

Хром 2,5-4,5

Магний 0,015-0,05

Железо Остальное

Однако этот чугун имеет недостаточно высокую износостойкость при аб разивном истирании в условиях корроэионной среды.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чугун следующего химического состава, вес.Ъ:

Углерод 2,7 - 3,1

Кремний . 0,6 - 1,1

Марганец 0,9 - 1,3

Хром 20 25

Ниобий 0,5 .- 2,5

Железо Остальное

В качестве примесей чугун содержит фосфор, серу не более 0,08 вес.В каждого (2) .

Недостатком известного чугуна является низкая износостойкость при абразивном истирании в условиях коррозионной среды.

Цель изобретения является повиаение износостойкости при абразивном истирании в условиях корроэиоиной среды.

25 Указанная цель достигается тем., что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо допол« нительно содержит иттрий, магний и алюминий при следующем соотноыении

30 компонентов, вес.вг

952986

Углерод 3,5 - 4,5

КремниЯ 2,5 — 4,2

Марганец 0,4 - 0,9

Хром 9,0 - 11,0

Иттрий 0 05 — 0,5

Магний 0,005 - 0,015

Алюминий 0,2 — 0,4

Железо Остальное

Были проведены плавки известного и предлагаемого чугуна с различным содержанием ингредиентов. Каждый сплав выплавлялся отдельно в открытых индукционных печах с кислой футеровкой. Разливка чугуна проводилась в керамические формы. Заготовки имели форму стержня диаметром 30 мм )5 и; длиной 300 мм. Твердость известного чугуна и предлагаемого после литья составила 61 - 65 HRC и 42

54 HRC (соответственно).

Для облегчения механической обра.ботки заготовок после литья чугун подвергался термической обработке по следующему режиму: нагрев до 950+

10 С со скоростью .80 — 100 С/ч; вы держка 1 ч на .каждые 25 мм высоты сечения, охлаждение с печью. После термообработки известный и предлагаемый чугун имел твердость 38 — 38 HRC каждый.

Из отожженного чугуна изготавливали образцы для испытаний на износ.

Они имели форму стержней сечением

4"4 мм и длиной 18 — 20 мм. Затем образцы подвергали термообработке .по режиму: нагрев до 950110ОС со скоростью 80 — 100ОС/ч, выдержка

5 мин, охлаждение на воздухе. Твердость предлагаемого и известного чугуна после закалки составляет 6164 HRC.

Испытание на износ проводили на 40 машине трения X4-g при удельной нагрузке 12,5 кг/см . Показатель относительной иэносостойкости определяли как отношение линейного износа эталонного образца иэ стали

3 к линейному износу испытуемого образца из предложенного чугуна.

Для определения влияния коррозионной среды на относительную износостойкость в качестве агрессивной среды была взята уксусная кислота c pH - 4,0, которая подавалась капельницей перед испытуемым образцом по мере его радиального продвижения.

В таблице приведены составы чугунов, их относительная износостойкость и твердость. Из таблицы видно, что износостойкость предлагаемого чугуна в условиях абразивного изнашивания при одновременном действии коррозионной среды превышает износостойкость известного чугуна в 1,45 раза.

Данный положительный эффект достигается введением иитрия, оказывающего на расплав одновременно рафинирующее и карбидообраэующее действие. Рафинирование чугуна по сере и газам приводит к усилению межкристаллитных связей в чугуне вследствие чистоты границ зерен. Сложнолегированные карбиды иттрия и хрома более прочно удерживаются в металлической матрице, повышая прочностные и иэносостойкие свойства чугуна.

Введение алюминия усиливает рафинирующее действие, одновременно повышая устойчивость чугуна против агрессивных сред, что объясняется повышением плотности отливок, полу,чения однородной структуры и образованием на поверхности деталей защитных пленок сложного состава, состоящих иэ окислов алюминия и хрома, весьма устойчивых к действию кислой сред .

95298б

3 х

I «

1 !»

1

I

1 о

1 Ф

1 Р\

1 0Ъ

1 Ж аА

О1 «3« .

» 1 О с « о

«-» 3

CO 3»Ъ с с

»«1 Ю

СЧ

ОЭ с

С« 3

3 о 0

О х

5 и 00В

О z

С«Ъ

»О с

»Ч

Kl сР С«1 с с о о

33Ъ 3»Ъ

3«Ъ «"» с о о

СО с

»«Ъ

° 3 с

С«Ъ

1

1 !

° 1

О1

33Ъ с

СЧ

an с

«Ф

133 с

1 ив

Оо

Ох

I оо

Ох

331

«3 «Ф с с о о

«-»

»«Ъ an с с о о

СО аА с

3Ч

5 н в и о

О Х

3 «3»«Ъ с с о о

1-» В оо

Ож

CO 331 сч о с с о о о с с

° 3 «3«

an

33Ъ

1 не

Оо

Ох

1

1

I

I !

1

I

1

1

1

1

3

1

I !

3«3, 33Ъ с

СЧ

ЧР all

»Ч (Ч с °, о о

С«Ъ с

° 3«

all с

»«Ъ

5 н вО

О х.ф-»

an с

СЧ

Г 33Ъ

»«Ъ «» с с о. о о с

c3

О1 (Ч

I а нв

vo

О*

»«Ъ 3Ч с с о о

СО с

»«Ъ аА с

»Ч

1 н

Ох е

° 3 с

»Ч

СЧ

СЧ т» с с о о

all с

РЪ

1 1

l 3

1 1

1 I

I во н

a v

НОИ

О ОЗК X аовнх

Фхх

Е» 3 Х х

ЧЬ

3 I C а 0

t;ua вон нхо х»30 охх

0 C ххо ох О

1 .3 ао

КЗО Х вво

ЕХ3 30

33ОХХ е 0 а ! ZC00 аохо

Oн. "0

»33 ° но ив

О 333 и

О1 3Ч с с

ГЪ О » 3 3Ч

СЧ сй

%-» со о о с с с о» о

° -» аА

«-»

ОЪ 3 O с с с

О ОЪ О

«-»

«-3

»31 rl Ю с с с о о о

С«Ъ

«-»

3- an с с с

О О1 О

aQ

Ю е о о

« с с о о о

«-3

О1

Ю а 3 O с с с

О О1 О

3Ч

«-»

3 СО О с с с о о о

«-«

«-»

CO»"Ъ О с с с

О ОЪ О

all

Ю

С«3 с с с о о о

«-»

30 ь а о о с с с

О Ct О

5 в

»33 х

3 х

Ь 0

»33 а

X Х X

«-»

C«3 I с

«-» I

1 с !

»Ч 1 с

«-» I

I

° Ф I о с

»Ч I

I г» 1 т.» I с

СЧ 1

1

3- 1

Ю I с сч I

3 Ъ (о с !

3Ч 1

I

3«Ъ

О1 1 с

«-Ч 1

I

c3a I

lO с

«Ч !

I

» !

О1 1 с сч I!

О1 I

30 1 с

» !

I.1

Зс !

Ю с ! 1

1

»О 1 еО 1 с

» !

1

3«!

® I

I хо

Х Х I

gl а !

I

1

I

1

1

I

I

1

I

1

1

1

I

I

1

I

I

1

1

I !

1

I

I

1

I

I !

I

I

I

1

I

I

I !

1

I

1

I

1

1

1

I

1

I

1

1

I

1

I

1

I !

I !

1

I

952986

Формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 538052, кл. С 22 С 37/10, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

М 720044, кл. С 22 С 37/06, 1980.

3,5 - 4 5

2,5 - 4,2

Составитель Г. Дудик

Редактор Г. Волкова Техред A.À÷ Еорректор В. Бутяга

Заказ 6219/44 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

« °

Филиал MIIM "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4

Иэносостойкий "чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо,,отличающийся тем, что, с целью повыаения износостойкости при абразивном истирании в условиях коррозионной среды, он допол. нительно содержит иттрий, магний, алюминий при следующем сотношении компонентов, вес.Ъ:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Иттрий .Магний

Алюминий

Железо

0,4 — 0,9

9,0 -11,0

0 05 — 0 5

0,005 — 0,015

0,2 - 0,4

Остальное