Чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для отливок, испытьюающих динамические нагрузки в условиях износа. Цель изобретения - повышение динамической прочности и улучшение стойкости к абразивному износу. Новый чугун содepжиt, мае.,: С 2,3-2,7; Si 1,8-2,8; Мп 0,9-1,8; Ni 0,8-1,2; Си 0,3-2,1; Mg 0,03-0,08; V 4-6 и Fe остальное. Дополнительный ввод V в состав предложенного чугуна, а также изменение в нем соотношения С, Си и Ni обеспечили повышение динамической прочности на 1,5-4,8% и повышение стойкости к абразивному износу в 2-2,3 раза. 1 табл. с to с/)

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ду 4 С 22 С 38/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЮТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

flP4 ГКНТ СССР (21) 4216612/31-02 (22) 27. 03. 87 (46) 23.12.88. Бнш. Ф 47 (71) Днепропетровский инженерностроительный институт (72) А.В. Татарчук, С.Л. Бабченко, В.И. Большаков, В.С. Назарец, В.С, Савега, В.N. Снаговский, Л.Д. Савега, К.И. Тарасов и Г.Ф. Чоповой (53) 669.15-196(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 395483, кл. С 22 С 37/00.

Авторское свидетельство СССР . e 1094386, кл. С 22 С 37/10, 1981.

„„SU,» 1446193 А1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для отливок, испытывакпцих динамические нагрузки в условиях износа. Цель изобретения — повышение динаьыческой проч нос ти и улучшение стойкости к абразивному износу. Новый чугун содержит, мас.Ж: С 2,3-2,7; Si 1,8-2,8;

Ип О, 9-1,8; Ni О, 8-1, 2; Си 0,3-2, 1;

Mg 0,03-0,08; V 4-6 и Fe остальное.

Дополнительный ввод Ч в состав предложенного чугуна, а также изменение в нем соотношения С, Си и Ni обеспечили повышение динамической прочности на 1,5-4,8Х и повышение стойкости к абразивному износу в 2-2,3 раза.

1 табл.

1446193

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях интенсивного абразивного износа, сопровождаемого воздействием динамических нагрузок.

Цель изобретения — повышение дина" мической прочности и улучшение стойкости к абразивному износу. 10

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

Углерод в заявляемом интервале концентраций обеспечивает образова- 15 ние определенного количества высокотвердой структурной составляющей в виде карбидов ванадия (VC). При содержании углерода нище 2,3 мас.Х снижаются технологические свойства 20 чугуна и количество карбидов. При содержании углерода в сплаве более

2,7 мас.X при отливке деталей в сухие песчано-глинистые формы наблюдается укрупнение карбидов, которые приводят к снижению пластических и прочностных свойств и, соответствендинамическои прочности.

Кремний в данном диапазоне концентраций способствует образованию ЗО ванадиево-карбидной э втектики, а

J„ акже используется для регулирования степени эвтектичности сплава, которая влияет на его технологические свойства. При содержании кремния менее

1,87 при указанной концентрации углерода ухудшаются технологические свойства, а более 2,8 мас.X — снижаются прочностные характеристики чугуна.

Марганец в пределах 0,9-1,8 мас.X 40 повьппает жидкотекучесть чугуна. При содержании ниже 0,9 мас. марганец не оказывает существенного влияния на технологические свойства сплава.

Увеличение концентрации марганца свы- g5 ше 1,8 мас.7. приводит к повьппению устойчивости аустенита, что тормозит его распад.

Медь в указанном концентрационном интервале понижает растворимость ва-; надия в твердом растворе, увеличивает количество карбидов ванадия и повышает износостойкость чугуна. При содержании менее 0,3 мас.X заметного влияния на износостойкость ч угуна медь не оказывает. Присадка меди более 2,1 мас.% при кристаллизации отливок в песчано-глинистых формах способствует графитизации сплава, что снижает его износостойкость.

Никель в пределах 0,8-1,2 мас.7 способствует повьппению твердости и, соответственно, износостойкости отли-. вок после термообработки за счет измельчения продуктов распада аустенита. При содержании никеля менее

0,8 мас.7 и низкой скорости охлаждения при термообработке обнаруживается падение твердости отливок, что приводит к снижению износостойкости.

При увеличении содержания никеля (свьппе 1,2 мас. } происходит незначительное уменьшение твердости деталей, но происходит удорожение сплава, Дефицитность и дороговизна никеля требуют определения узких концентра.ционных интервалов его оптимального содержания.

При содержании ванадия 4-6 мас.7 обеспечивается образование ванадиевокарбидной эвтектики на основе высокотвердых карбидов ванадия, микротвердость которых составляет 2110-2800 Н.

Эти карбиды обуславливают получение высокой износостойкости детали. Кроме того, в указанных пределах легирующих элементов в сплаве наблюдается инверсия эвтектической структурной составляющей, что приводит к высоким пластическим свойствам и, соответственно, динамической прочности.

При содержании ванадия менее 4 мас. в чугуне появляются колонии на базе карбида железа, которые увеличивают гетерогенность сплава и снижают прочностные свойства. Кроме того, появляются участки ледебурита, которые снижают износостойкость чугуна. Легирование ванадием свьппе 6 мас. приводит к появлению избыточных карбидов ванадия грубого строения, уменьшению количества эвтектики, что снижает прочность и износостойкость сплава.

Магний вводится в сплав для очистки его от серы и кислорода и уменьшения в связи с этим пленообразования при разливке и повышения жндкотекучести при заполнении тонкостенных форм. Менее 0,03 мас. магния не оказывают заметного действия. Ввод более 0,08 мас,X магния экономически нецелесообразен.

Чугун известного и предложенного составов выплавляют в печи с кислой футеровкой по известнои технологии.

Присадку ванадия производят в перегКак следует из таблицы, дополни-. тельный ввод в состав чугуна ванадия, а также изменение в нем содержания С, Си и Ni обеспечивают повышение динамической прочности на

1,5-4,87., а также улучшение стойкос" ти к абразивному износу в 2-2,3 раза.

Формула изобретения

И = " " 100У

q» о

Предлагаемый

191 8,!

195 7,6

188 7,9

l 23 18 09 08 03 40 003

Остальное

1,2 5,0 0,05

2,1 6,0 0,08

2,5 г,э 1,3 1,0

2,7 2,8 1,8 1,2

Иааастаый

185 18,8

2,3 - 0,03 0,4 0,1 0,02

2,8 — 0,04 0 6 0,15 0,03

33 — 005 07 02 004

3 3 0,9 0,4 2,9

181 - 17 ° 5

5 34 12 05. 31

179 16,9

316 ° 4 0 ° 7 Зв4

Сосатвитель Н. Косторной

Техр ед Л. Олийнык Корректор В.Гирняк

Редактор О, Головач

Заказ б719/32 Тираж 595 Подписное

ВНБ1ПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

144б1 ретый до 1500 С металл, находящийся в нечи за 1 мин до выпуска из печи, Технологические пробы отливают в песчано-глинистые формы.

Абразивостойкость сплавов опреде5 ляют на установке при сухом трении по абразивному кругу диаметром 50 мм и толщиной 15 мм при скорости вращения 200 об/мин в течение 1 мин, 1о

Величину износа определяют по потере веса образцов диаметром 10+0,5 мм и длиной 25+0, 1 мм по формуле

r,n,e И вЂ” износ, Ж; — первоначальная масса образца г> — масса образца после испы2 тания, г.

Динамическую прочность определяют путем разрушения массой 120 кг с высоты 0,5 м. Динамическую прочность оценивают по суммарной работе разрушения.

Химический состав и свойства чугунов приведены в таблице.

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, медь, магний и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения динамической прочности и улучшения стойкости к абразивному износу, он дополнительно содержит ванадий при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Углерод 2,3-2,7

Кремний 1,8-2,8

Марганец 0,9-1,8

Никель Оэ8-1,2

Медь 0,3-2, 1

Магний 0,03-0,08

Ванадий 4-6

Железо Остальное