Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства мелющих шаров. Цель изобретения - повышение удароустойчивости и эксплуатационной стойкости. Предлагаемый чугун содержит, мае. %: С 2,5 - 3,5; Si 0,2 - 0,7; Мп 1,6 - 2,5; V 0,55 - 1.5: TI 0,005 - 1,23; В 0,01 -0,12; Мо 0,05 - 0,23; Те 0,02 - 0,05; Р 0,06 -0,75;50,02-0,,12-0,29;карбонитриды церия и/или циркония 0,06 - 0,18, Fe -остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна А и карбонитридов церия и/или циркония позволяют повысить удароустойчивость в 1,35 - 1,54 раза и эксплуатационную стойкость в 1,46 - 1,70 раза. 2 табл.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5ц5 С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР qp7Ц . р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4715245/02 (22) 04,07.89 (46) 23.10.91, Бюл, ¹ 39 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б,К.Святкин, M.È.Êàðïåíêo, Е.И.Марукович и T.È,Êíûø (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 834204, кл. С 22 С 37/10, 1981.

Патент Японии ¹ 48 — 7172, кл, С 21 С

5/00, 1972. (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях абразивного износа.

Цель изобретения — повышение удароустойчивости и эксплуатационной стойкости.

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

Введение молибдена в количестве 0,05 — 0,23 мас.% измельчает структуру чугуна в отливках, повышает прокаливаемость при воздушной закалке, трещиностойкость и стабильность структуры в отливках и после их термообработки, что обеспечивает повышение стабильности твердости, износостойкости и эксплуатационных свойств. При концентрации молибдена до 0,05 мас. стабильность структуры и твердости в литых шарах недостаточная, а при концентрации

„„5UÄÄ 1686023 А1 (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для производства мелющих шаров. Цель изобретения — повышение удароустойчивости и эксплуатационной стойкости. Предлагаемый чугун содержит, мас.g: С2,5-3,5; S 0,2 — 0,7; Мп

1,6 — 2,5; Ч0,55 —.1,5; Т! 0,005 — 1,23; В 0,01 — 0,12; Мо 0,05 — 0,23; Те 0,02 — 0,05; Р 0,06 — 0,75; S 0,02 — 0,12; Al 0,12 — 0,29; карбонит риды церия и/или цйркония 0,06 — 0,18, Fe . — остальное. Дополнительный ввод в состав чугуча At и карбонитридов церия и/или циркония позволяют повысить удароустойчивость в 1,35 — 1,54 раза и эксплуатационную стойкость в 1,46 — 1,70 раза. 2 табл. молибдена более .0,23 мас. снижаются трещиностойкость, удароустойчивость и. эксплуатационные свойства.

Алюминий в количестве 0,12 — 0,29 мас.g оказывает раскисляющее и стабилизирующее влияние, способствуя уменьшению содержания неметаллических включений и повышению стабильности твердости и износостойкости. При концентрации алюминия до 0,12 мас.g раскисляющее и стабилизирующее его влияние недостаточное, а при увеличении концент-: рации алюминия более 0,29 мас. снижают- . ся твердость отливок, их прокаливаемость и эксплуатационная стойкость.

Теллур при содержании 0,02 — 005 мас.$ повышает твердость и износостойкость, их стабильность в процессе эксплуатации, При увеличении концентрации теллура более 0,05 мас.$ начинает проявляться повышенная хрупкость, а при кон1686023 центрации до 0,02 мас. снижаются твердость, износостойкость отливок и эксплуатационная стойкость.

Карбонитриды церия и/или циркония микролегируют металлическую основу, упрочняют матрицу, повышают ее твердость, прокаливаемость и их стабильность. Нижний предел их концентрации принят от содержания (0,06 мас. ), при котором отмечается заметное повышение прокаливаемости отливок шаров диаметром

90-120 мм, а верхний ограничен концентрацией (0,18 мас. ), выше которой увеличивается концентрация неметаллических включений и снижается стабильность твердости и трещиностойкости.

Содержания углерода, марганца и кремния приняты из опыта производства износостойкости отливок шаров с повышенными твердостью, износостойкостью и эксплуатационнойй стойкостью, Микролегирующие добавки (ванадий

0,55 — 1,5 мас., бор 0,01 — 0,12 мас. и титан 0,05 — 1,23 мас." ) обеспечивают повышение твердости и прокаливаемости износостойких отливок. Нижние их пределы обусловлены низкой стабильностью прокаливаемости износостойких отливок при меньших концентрациях, а при более высоких концентрациях снижаются характеристики удароустойчивости, трещиностойкости и стрелы прогиба.

Фосфор (0,06 — 0,75 мас. ) и сера (0,01—

0,12 мас. ) оказывают отбеливающее влияние, увеличивая твердость отливок и характеристики износостойкости и твердости. При увеличении концентрации фосфора более

0,75 мас,,серы более 0,12 мас, снижаются характеристики трещиностойкости и удароустойчивости, увеличивается неоднородность структуры и твердости чугуна в отливках.

Пример, Проводят плавки чугунов известного и предложенного составов с использованием передельных и литейных чугунов, металлолома, ферросплавов и лигатур. Температура выплавляемога чугуна не менее 1400 С. Феррованадий, феррофосфор, азотированные ферроцирконий и ферроцерий, теллур, ферротитан и модифицирующие добавки присаживают в ковш перед заливкой расплава из печи, I/lç микролегированного чугуна отливают технологические пробы, образцы и отливки ме45 лющих тел и шаров. Температура заливки литейных форм 1340 — 1370 С, В табл,1 приведены химические составы износостойких чугунов ряда плавок. Со5 держание ингредиентов в чугунах определяют по стандартным методикам количественного дифференицированного химического анализа.

В табл.2 приведены механические и тех10 нологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Измерение твердости в отливках шаров диаметром 90 и 120 мм проводят после их нормализации с температуры 860 — 880 С. При испытании на трещи15 ноустойчивость и прокаливаемость в качестве эталона используют серый чугун марки СЧ25. Износостойкость чугунов определяют по ГОСТ 23.208 — 79, а твердость— по ГОСТ 2999 — 75. B качестве абразивного

20 материала при испытании на износ используют электрокорунд зернистостью l+ 16 — П по ГОСТ 3647 — 71 с относительным содержанием влаги 0,12 — 0,14 .

Как видно из табл.2, предложенный из25 носостойкий чугун благодаря дополнительному вводу алюминия, а также карбонитридов церия и/или циркония обладает повышенными в 1,35 — 1,54 раза удароустойчивостью и в 1,46 — 1,7 раза

30 эксплуатационной стойкостью, Формула изобретения

Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, титан, бор, молибден. теллур, фосфор, серу и желе35 эо, отличающийся тем, что, с целью повышения удароустойчивости и эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит алюминий и карбонитриды церия и/или циркония при следующем соотноше40 нии компонентов, мас, ;

Углерод 2,5 — 3,5

Кремний 0,2 — 0,7

Марганец 1,6 — 2,5

Ванадий 0,55 — 1,50

Титан 0.05 — 1,23

Бор 0,01 — 0,12

Молибден 0,05 — 0,23

Теллур 0,02 — 0,05

Фосфор 0,06 — 0,75

50 Сера 0,02 — 0,12

Алюминий 0,12 — 0,29

Карбонитриды церия и/или циркония 0,06 — 0,18

55 Железо Остал ьное.

1686023

Таблица!

Еадвоианнв нонтонентоа, нас.1.

Титан Ванадий ацсаоо !Ьлибдвн Алотнннй теллуо наобони то но:г цеоил ) цицноиил ноанний ЛаСн-анец

Свел углевод

0,06

0,12

0.18

0,06

0.12

0,18

0,03 0,03

0,06 0,06

0,09 0,09

0,1

0,01

0,7 1,0 0,05 0,55 0,08

0,05

2,5

Таблица 2

Состав чугуна

Стабильность твврдаст литых варов, Г ОЕДЕЛ прочности при pacTRNeHHH °

МПа удароустойчивость, цинл гбзоналиваемость при

ВОЗДУОБ!Ойт заналне, дй

Ивносостой

НОСТЬ2, мгlм ч

ЗАсплуатационная

СТОЙКОСТЬ смен

И 90мм И 120 мм

349-371

357-375

35д-373

353-367

361-372

358-371

354-367

35а-376

357-Зд1

126-135

133-138

128-136

127-136

133-139

128-134

127-136

132-138

129-134

235-275

210-281

307

75-105

235-270

55-90

230

Составитель ГнДудик

Техред M.Ìîðãåíòàë

Корректор Э,Лончакова

Редактор И.Шмакова

Заказ 3578 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Вледлоленнцй

2

4

Б

8

Иэввст-! ва!

Ярвдло-!

Re HHblH

2

4

6

7 .8

ИвввстHblH

2,5

3,2

3,5

2,5

3,2

3,5

2.2

3,2

3,5

352

358

Здо

356

368

363

0,7 1 6 О 05

0,6 2.1 0,7

0,2 2,5 1,23

0,7 1,6 0,05

0,6 .2,1 0,7

0,2 2.5 1,23

0,7 1.6 0.05

О,Б 2,1 0,7

0,2 2,5 1,23

380-420

405-430

395-416

387-435

412-432

408-421

389-412

412-435

407т428

0,55

0,87

1,5

0,55

0,86

1,5

0,55

0,67

1,5

0,06

О. 16

0,75

0,06

0,16

0,75

0,06

0,16

- 0,75

0,05 . ОА12

0.12 0,16

0.23 0.23

0.05 0,12

0,12 0,16

0,23 0,29

0,05 0,12

0,12 0,16

0,23 0,29

354-375

363-381

368-382

356-378

366-383

366-386

361-377

369-325

368-389

О,Gi

0,03

0,05

О,GZ

0,03

0.0»

0,О2

0,03

0,05

6-12

5-10

6-8

6-11

4-7

5=д

5-9

4-8

5-8

0,02

0,07

0,12

0.02

0,07

0,12

О. 02

0,07

0,12

0,01 Остальное

0,05

0,12

0.01

0,05

0,12

0,01

0,G5

0,12

ЗЗО

362

354

392

379

338

391

379