Белый износостойкий чугун

Белый износостойкий чугун

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (ii>954481 (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено12.01.81 (21) 3234840/22-02

511М Кп з с присоединением заявки ¹С 22 С 37/08

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано300882. Бюллетень ¹ 32 (33) УДК 669.13-018. 2 (088. 8) Дата опубликования описания 300882 (72) Авторы изобретения

М.И. Карпенко и В.И. Науменко

Гомельский филиал Белорусского ордена Трудового

Красного Знамени политехнического института (71) Заявитель (54) БЕЛЫЙ ИЗНОСОСТОИКИИ ЧУГУН

Изобретение относится к металлур гии, в частности к изысканию ианосостойких чугунов для деталей, работающих в условиях абраэивно-ударного и струйного износа.

Известен белый иэносостойкий . чугун (11,содержащий, вес. а

Углерод 3,1-3,7

Кремний 1,0-2,5

Марганец 0,5-1,0

Хром 13 0-18

Молибден 1-3

Алюминий менее ..1,0 .

Железо Остальное

Недостатками этого чугуна являются низкая динамическая прочность, не превышающая 0,4 кгс м/см, и высокий износ в условиях абраэивноударного и интенсивного газоструйного износа. Твердость чугуна составляет 63 HRC Отмечается низкая кавитационная стойкость.

Известен белый износостойкий чугун (2, содержащий, вес.Ъ:

Углерод 2,8-3,4

Кремний 0,4-0,8

Марганец О, 8-1,0

Хром 17-20

Бор 0,15-0,35

Молибден 0,2-0,4

Никель 0,9-1,2

Железо Остальное

Известный чугун после термической обработки, включающей нагрев до о

950 С, выдержку в течение 1 ч и охлаждение на воздухе, -имеет твердость не менее 59-62 HRC. Динамическая прочность чугуна в отливках составляет .0,3-0,7 кгс м/см и балл зерна аустенита 5-6.

Недостатком известного чугуна является низкая коррозиоино-усталостная стойкость при кавитации.

Наиболее близким к предлагаемому пб технической сущности и достигаемому результату является чугун (3), содержащий, вес.В:

20 углерод

2,5-3,5

Кремний 0,3-1,0

Марганец 0,4-1,0

Хром 12-20

Молибден 0,1-0,8

Никель 0,1-0,5

Ниобий 0 1

Церн и 0,5

Азот 0,1

Ванадий 0,5

Титан 0,3-1,5

30 фосфор 0,1

954481

Сера 0,05

Железо Остальное

Недостатком укаэанного чугуна является низкий предел прочности при растяжении и изгибе, низкая динамическая прочность и высокий гаэоструйный износ.

Цель изобретения — повышение механических свойств и коррозионноусталостной стойкости при кавитации и в условиях интенсивного гаэоструйного износа.

Поставленная цель достигается тем

Ю что белый иэносостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, ниобий, редкоземельные металлы и азот, дополнительно содержит бор и сурьму при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: 20

Углерод 2,6-3,4

Кремний 0,4-0,8,Т а б л и ц а 1

Содержание компонентов, вес.В

Чугун

Угле- Крем; Маррод ний гаХром Бор Ни- Мо- Нио-. РЗМ Сурь- Азот кель либ- бий ма ден

Желенец зо

0,2 0,1

1 2,6 0,8 0,8 20

0,01 0,1 0,01

0,1 1,3

2 3,1 0,6 1,1 18,2 0,15 1,1 0,3 0,2 0,03 0,17 0,03

3 3,4 0,4 1,2 16,0 . 0,2 0,7 0,4 0,3 0,05

0,2 0 05 ческая прочность чугуна определена на маятниковых копрах с использованием образцов 10 ° 10 ° 55 см беэ надреза.

Для .получения сопоставительных данных

45 все испытания для каждого состава чугунов проводят не менее чем на трех образцах.

В табл. 2 приведены результаты

50 физико-механических испытаний и металлографический исследований структуры чугунов.

Литые образцовые заготовки-клинья подвергают нормализации к исследованию структуры. Коррозионно-усталостную стойкость при кавитации испытывают на струеударной установке, а интенсивность износа при гаэобразивных потоках - на газоструйной установке с использованием колошниковых газов при температуре 700-800 С. о

Концентрация твердых частиц в газовых потоках составляет 57-66 г/м и скорость потоков 31 — 36 м/с. ДинамиМарганец

Хром

Никель

Молибден

Ниобий

Сурьма

Бор

Редкоземельные металлы 0,01-0,05

Азот 0,01-0,05

Железо Остальное

После термической обработки (нагрев до 950-980ОС, выдержка в течение 1 ч с охлаждением на спокойном . воздухе) чугун в отливках имеет дисперсную и однородную структуру.

В табл. 1 приведены составы белых износостойких чугунов, выплавленных в индукционных печах с тиглями емкостью 200 кг. Модифицирование чугуна редкоземельными металлами производят в раэливочных ковшах за 2-5 мин до заливки в литейные формы.

954481

Таблица 2

Чугун

Показатели

Предлагаемый

Известный

Предел прочности при растяжении, кгс/мм

65-72

69-76 б 1-.68

47-55

Предел прочности при изгибе, кгс/мм

137-143

142-147

134-138

108-115

Динамическая прочность кгс м/см

1,6-1,9

1,3-1,7

1,1-1,4

0,12-0,45

Коррозионно-усталост— ная стойкость при кавитации .(эталон белый чугун ИЧХ16МТ), %

118

156

178

175

Интенсивность газоструйного износа, мг/м ч

127

51

6,5. Балл зерна ,Твердость, HRC б 3-65

65-67 б 0-65

64-66

Более высокая стойкость предлагае- Углерод 2,6-3, 4 мого чугуна в условиях гаэоструйного Кремний 0,4-0,8 и гидроабраэивного износа позволяет Марганец 0,8-1,2 повысить надежность н долговечность Хром 16-20 деталей насосов и вентиляторов, ра- Никель 0,7-1,3 ботающих при кавитационно-эрозионном Молибден 0,2-0,4 воздействии газо- и гидроабразивных 40 Ниобий 0,1-0,3 сред. Замена известного чугуна пред- Редкозелагаемым приводит к экономии 7,5мельные

12 руб. на 1 т годного литья. металлы 0,01-0,05

Формула изобретения Сурьма 0,1-0,2

Белый износостойкий чугун, содер- 45 Бор 0,1-0,2 жащий углерод, кремний, марганец, Азот 0,01-0,05 хром, никель, молибден, ниобий, Железо Остальное редкоземельные металлы, азот и же- Источники информации, леэо, отличающийся тем, принятые во внимание при экспертизе что, с целью повышения механических 50 1. Патент Японии 9 51-86691, свойств и коррозионно-усталостной кл. 10 173/ С 22 С 37/10, опублик. стойкости в условиях кавитационно- 1972. эрозионного воздействия гидро- и газо- 2. Авторское свидетельство СССР образных сред, oH o HHTe Ho co- 9 663748, кл. С 22 C 37/10, 1979. .держит сурьму и бор при следующем 55 3. Авторское свидетельство ЧССР соотношении компонентов, вес.%: М 177317, кл. С 22 С 37/06, 1973.

Составитель В. Садчиков

Редактор A. Фролова Техред M.Tenep Корректор A. Дзятко

Заказ 6372/24 Тираж 660 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