Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к чугунам для работы в условиях ударно-абразивного изнашивания. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости. Износостойкий чугун дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,7-4,3; марганец 0,6-1,4; кремний 3-4; хром 15,1-20,5; цирконий 0,35-1,35; иттрий 0,03- 0,12; фосфор 0,02-0,09; титан 0,4-1,2; один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, 3,15-4,18; магний 0,03-0,07 и железо остальное. Эксплуатационная стойкость чугуна составляет 882-928 ч. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5I)5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835510/02 (22) 07,06,90 (46) 23.05.92. Бюл. N 19 (71) Производственное обьединение "Гомсельмаш" (72) М.И.Карпенко, Ф.И,Титко. С.М,Бадюкова и С. В, Ветошки н (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 937655, кл, С 22 С 37/10, 1982, Авторское свидетельство СССР

¹ 821523, кл. С 22 С 37/00, 1981. (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, конкретнее к чугунам для работы в условиях

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к износостойким чугунам для отливок, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Известен износостойкий чугун следующего химического состава, мас,%;

Углерод 2,8-3,0

Кремний 0,25-0,5

Марганец 0,3-0,6

Хром 26-30

Молибден 0,4-0,6

Ванадий 0,4-0,6

Никель 0,4-0,6

Железо Остальное

Этот износостойкий чугун имеет недостаточную ударно-абразивную стойкость и

его подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений в отливках, что снижает эксплуатационные свойства.

Известный чугун обладает недостаточной твердостью, что снижает износостойкость и эксплуатационные свойства. Предел. Ж 1735426 А1 ударно-абразивного изнашивания. Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости. Износостойкий чугун дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.%; углерод

3,7-4,3; марганец 0,6-1,4; кремний 3-4; хром

15,1-20,5; цирконий 0,35-1,35; иттрий 0,030,12; фосфор 0,02-0,09; титан 0,4-1,2; один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, 3,15-4,18; магний 0,03-0,07 и железо остальное, Эксплуатационная стойкость чугуна составляет 882-928 ч. 2 табл. выносливости при изгибе известного чугуна не превышает 450 МПа, Наиболее близким к изобретению является износостойкий чугун, содержащий, мас,%:

Углерод 4,0-4,5 (4

Кремний 3,5-4,0, (гд

Марганец 0,5-1,0 )Ql

Хром 15-20 ф

Иттрий 0,5-1,0 Э

Железо Остал ьное (В качестве примесей этот чугун может содержать фосфор до 0.03 мас.д е серу до ), 0,03 мас,%, Твердость после литья 48-55

HRC, после термообработки 62 — 65 HRC; относительная износостойкость 1,42-1,53; предел прочности при изгибе 800-900 МПа.

Недостаток — низкая эксплуатационная стойкость чугуна в условиях абразивного износа (до 760 ч).

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости.

1735426

55

Предлагаемый износостойкий чугун. содержащий углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, иттрий и железо, дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей вана- 5 дий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас, :

Углерод 3,7-4,3

Кремний 3,0-4,0

Марганец 0,6-1,4

Хром 15,1-20,5

Цирконий 0,35-1,35

Иттрий 0,03-0,12

Фосфор 0,02-0,09

Титан 0,4-1,2 15

Один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден 3,15-4,18

Магний 0,03-0,07

Железо Остальное 20

Дополнительное легирование чугуна цирконием, титаном и элементом из группы, содержащей ванадий и молибден, и модифицирование его магнием значительно повышают механические и эксплуатационные 25 свойства, Плавки износостойких чугунов проводят дуплекс-процессом коксовая вагранка— индукционная печь емкостью 5 т. В качестве 30 шихтовых материалов используют литейные чугуны, стальной лом, высокоуглеродистый феррохром, ферромолибден, феррованадий Вд2, ферротитан ФТи1, ферроцирконий и другие ферросплавы. 35

При модифицировании чугуна используют магниевую лигатуру, металлический иттрий Итт2 и ферротитан. Заливку сухих форм производят при 1450-1470 С.

Составы износостойких чугунов опыт- 40 ных плавок приведены в табл.1.

После литья чугуны составов 1-10 подвергают термической обработке: нагрев до

950-980 С со скоростью 80-90 С/ч, выдерж45 ка при этой температуре 1 ч на 25 мм высоты сечения, охлаждение на спокойном воздухе.

Механические свойства определяют на стандартных образцах по ГОСТ, а эксплуатационную стойкость — на деталях классификаторов, работающих в условиях абразивного износа, Механические и эксплуатационные свойства износостойких чугунов опытных плавок приведены в табл.2.

Относительную износостойкость вычисляют как отношение износа эталонного образца к износу испытуемых образцов.

Повышенная эксплуатационная стойкость предложенного износостойкого чугуна объясняется высокой твердостью и прочностью его металлической основы, образованием в процессе эксплуатации наклепа и вторичной твердости, что приводит к повышению стойкости в условиях абразивного изнашивания.

Формула изобретения

Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, иттрий и железо, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас, о/О.

Углерод 3,7-4,3

Кремний 3,0-4,0

Марганец 0,6-1,4

Хром 15,1-20,5

Фосфор 0,02-0,09

Иттрий 0,03-0,12

Цирконий 0,35-1,35

Титан 0,4-1,2

Магний 0,03-0,07

Один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден 3,15-4,18

Железо Остальное

1735426

Таблица1

Компонент

Содержание компонентов, 1 (иэ" вестный) 3 4 5

4,03

3,6

0,9

4,3

4,8

4,2

1,6

1,4

3,5 3,5

",3 3.7

3,8 4,0

4,1

3,6

4,3

3,7

4,0

0,6

2,2

2,7

0,4

3,0

1,4

3,0

1,4

0,8 0,6 0,9

0>35 1 2

0,2

1,35 . 0,35 1,2

1,35

0,2

0,11

0,4

0,4

1,2

4,18

0>7 1>2

0 7

3,66

0,1

1,1

4,25

0 3

3>15

3,01

0,01

0,02

0,05

3,66

18,2

0,08

0,09

4,18

0>02 0,05

0 09 0,01

0>01

2,9

13,0

0,1

4,3

3,15

l8,2 15>1

0,6 0,03

15,1 18,2 20,5

0,03 0,08 0,12

0,03 0,05 0,07

20,5

12,0

Хром

0,02 0,13

0,01 0,1

0,02

0,12

Иттрий

Магний

Железо

0>03 0,05 0,07

0,02

Осталь- ОсОсОсОсОс0c""

ОсОстальное

Осное таль- таль- тальталь- тальное ное таль- тальтальное ное ное ное ное ное

Таблица2

Твердость;

HRC

Предел коррозионной усталости, МПа

Предел прочности при изгибе, МПа

Предел выносливости при изгибс, МПа

Эксплуатационная стойкость, Ц

Износостойкость

Чугун состава

Интенсивность изнашивания> I „- 1 0

50

Составитель С.Деркачева

Редактор О,Юрковецкая Техред M,Ìîðãåíòàë Корректор О.Кундрик

Заказ 1796 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Углерод

Кремний

Марганец

Цирконий

Титан

Молибден

Фосфор

Ванадий

2

4

6

8

10

981

63

67

64

67

66

58

531

522

453

472

485

535 . 548

542

541

553

498

507

512

0,530

0,425

0,360

0,385

0,396

0,356

0,374

0,521

0,491

0,487

148

306

312

367

218

235

882

897

892

928

908

851