Чугун

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к износостойким чугунам. ЦелЬ изобретения - повышение механических и эксплуатационных свойств. Предлагаемый чугун содержит, мас.%: углерод 2,2-3,2; кремний 1,2-1,6; марганец 1,5-2,7; хром 2,1-3,5; титан 0,1-0,3; ванадий 0,6-1,2; алюминий 0,01-0,03; ниобий 0,08-0,7; молибден 0,13-0,6; бор 0,02-0,14 и железо остальное, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5цз С 22 С 37/10 © азйМ

6TQfYN-lGN%N43

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4790497/02 (22) 22.02,90 (46) 23.12,91. Бюл. М 47 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) И.Ю.Кожевников, Б,К,Святкйн, М .И.Карпенко, А.М.Цейтлин, M.Á.Åãîðîaà и С,М.Бадюкова (53) 669. 13.01 8(088.8) (56) Заявка Японии N 57-32352, кл. С 22 С 37/08, 1982, Авторское свидетельство СССР

N 908904, кл. С 22 С 37/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

N 1125280, кл, С22 С37/10, 1983.

Чугун, ГОСТ 24384-80;

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких чугунов, работающих в условиях кавитационно-эрозийного изнашивания.

Известен износостойкий чугун, содержащий мас.%:

Углерод 2,4-3,5

Кремний 1,4 — 2,2

Марганец 0,5-1,5

Хром 1,0-1,7

Никель 0,2-0,7

Железо Остальное

Этот чугун имеет нестабильные механические свойства..

Известен чугун следующего химического состава, мас.%:

Углерод 3,3-3,8

Кремний 0,7 — 1,2

Марганец 0,1 — 0,3

„, SU„„1700087 А1 (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к иэносостойким чугунам. Целй изобретения — повышение механических И эксплуатационных свойств. Предлагаемый: чугун содержит, мас.g: углерод 2,2-3,2: кремний 1,2-1,6; марганец 1,5-2,7; хром

2,1 — 3,5; титан 0,1-0,3; ванадий 0.6-1,2; алюминий 0,01-0,03; ниобий 0,08-0,7; молибден 0,13 — 0,6; бор 0,02-0.14 и железо остальное, 2 табл.

Хро» 0,1 — 0,3

Никель 3,5 — 4,0

Молибден 0,3— - 0,5

Магний 0,04 — 0,06

Медь 2,5-3,0

Церий 0,02 — 0,04

Железо Остальное

Известный чугун имеет нестабильную твердость (340-444 Н В) и низкую кавитационно-эроэионную стойкость.

Наиболее близким к предлагаемому является чугун, содержащий, мас.$:

Углерод 2,6-3,5

Кремний 1,2-1,8

Марганец 0,3-0,8

Хром 0,2-0,5

Титан 0,1 — 0,4

Ванадий 0,1-0,25

Алюминий 0,1 — 0,2

1700087

Железо Остальное

В качестве технологической примеси известныл чугук может содержать до

0,15 мас.,ь фосфора и до 0,15 мас,7, серы.

Структура известного чугуна В атл.лвках образцов диаметром 25 мм перлитно-цементитная, а механическле и зксппуата \Yi. онные свойства следующие:

Предел прочности при изгибе, МПа 700 — 780

Твердость Н В 400-550

Удараустойчивость циклов 600-800

Кавитационна-эрозионная стойкость, мг/м гс 140 — 165

Коэффициент изнасастойкости Ка 1-l 05

Недостатками известного чугуна являются низкие механические свойства.

Цель изобретения — погышение механических и эксплуатационных свойств.

Поставленная цель достигается rev„ ië о чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и железа, дополнительно содержит ниобий, молибден и бор при следуюьцем соатнсшении компонентов, мас.,<,:

Углерод 2,2 — 3,2

Кремний 1,2-1,6

Марганец 1,5 — 2,7

Хром 2,1 — 3,5

Титан 0,1-0.3

Ванадий 0,6 — 1,2

Ал ю мин ий 0,01 — 0,03

Ниобий 0,0B — 0,7

Молибден 0,13-0,6

Бор 0,02 — 0,14

Железо Остальное

Проведенный анализ предлагаемого чугуна показывает, чта на данный момент неиЗВестны технически8 р8шения, В которых были бы отражены указанные отличия.

Кроме того, указанные признаки.я-вляются необходимыми и достаточными дг я достижения палажлтепьнога эффекта. Зта позволяет сделать вывод о том, что данные .отличия являются существенными, Дополнительное введение в чугун ниабия., молибдена и мадифицирование 8IO бором обеспечивает в нем значительное повышение механичяеских свойств.

Дополнительное введение ниобия обусловлено его высокой легирующей сггасабностью и повышением микротвердасти„ механических и эксплуатационньl>, свойств при сохранении удараустойчивости, Ега влияние начинает сказываться с концен-рации 0,08 мас,7., а при увеличении его содержания более 0,7 мас. 7, снижается од5

1 )

16, 2G

2i

I i .>В

55 народность структуры л стабильность механических свойств.

Молибден упрочняет матрицу, повышая износостойкость, твердость и эксплуатационные свойства, При концентрации молибдена до 0,13 мас,,4 твердость, паочнасть, износостаЙКОсть и еомастайкость чугуна недостаточны, а при увеличекии концентрации молибдена бапе8 0,6 мас, $ снижается удароустойчивость и пластические

СВОЙСТВВ.

Бор в количестве 0,92 — 0,14 мас, g введен как эффективная модифицирующая добавка, повышающая однородность стру .<туры, lcTpBHÿloùBÿ В структуре о6рВзавакле междендритного графита, способствующая увеличению прочностных характеристи", и предела выносливости при

ИЗГYI 08, При канцентраци:: бора до 0,02 мас.7; модифициру,ащий эффект проявляется слабо, а при увеличении кокцентрации бора более 0,14 мас, p повышается угар металла, акисленкость границ раздела металлической матрицы и скижается стабильность механичЗских и эксплуатационных сВОЙстВ чугуна B Отливках.

I lPViCi, TCTBIiI8 В ЧУГУН8 T

Включениях, повышает износостойкость, пло-ность и герметичность чугуна, его сопротивляемость воздействию каррозионных сред, (ри концентрации TYTiBHB до

О, 1 viBc. / павы шени8 изнасастайкОсти и корразионной стой <асти несущественны, а при увепиченли 8I о содер>кания более 0,3 мас. / снижаются пластические свойства, предел прочности прл изгибе и удараустойЧИВОСTY.

Хром (2i1-3,5 мас. j) и ванадий (0,6—i,2 мас.,:0) яВляются основными легируюЩи viM I<ом понен1 ами, ОбеспечиВающими

noBышенные кавита II;cкно-зразионные свойства. При увеллчении их концентрации

-B:bIc

Алюминий служит раскисляющей и модифициру,"аьцей дабав: ой, а концентрация ма9гянца повышена до 1,5 — 2,7 IiiIBc, î, чтО ув8личивает сОДВржание аустенита и сни>кает концентрацию перлитной составля ацей, повышая кавитационно-;<орозионную стойкость. Повышение содержания марган<а Гилее 2,7 мас,, вызывает увеличение

;<онцентрации цементита, укрепляет струк1700087

Таблица

С,д, В СОС:ВНЕ "I НВ

3, 1, 2, 3, О, 0,0

0, 0.

0,1 .1 тял ое

* Известный чугун.

Таблица 2

* Известный туру и снижает предел прочности при изгибе и удароустойчивости.

Пример. Выплавку чугуна проводят в дуговой электропечи. Легирование чугуна хромом Х98, ферромолибденом ФМо1, фер- 5 рованадием ФВд2, ферромарганцем

ФМн75 и феррониобием ФН658 производят в электропечи при 1760-1780 К, а модифицирование ферротитаном ФТи3ОБ, ферробором ФБ2 и ферроалюминием и 10 производят в ковше при 1720 — 1740 К, Заливку чугуна производят в сухие жидкостакольные формы для получения 30 мм образцов, технологических ступенчатых проб и износостойких отливок. 15

В табл. 1 приведены химические ".çставы чугунов опытных плавок, а в табл. 2— их механические и эксплуатационны";. свойства.

Кавитационно-эрозионцую стойкост, 20 определяют на гидроабразивных установках при средней скорости гидроабраэивнь.х потоков 75 м/с.

Как видно из табл, 2, механические и эксплуатационные свойства предлагаемого чугуна значительно выше, чем известного.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью поьышс ния;-механических и эксплуа

"",àöèoÿных свойств, он дополнительно содержит моilиоден. Ниобии и бор пpи еле у,ощем соо...-ошении компонентов, "rnepop

V р мний !

4аргане1

Хром

Т етан ,., у; нади"

Алюминий

Молибден

Ниобий

Бор

;- :елезо