Износостойкий чугун

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении износостойких чугунов для валкового инструмента станов холодной прокатки. Целью изобретения является повышение жидкотекучести, износостойкости и термостойкости . Чугун содержит, мас.%: углерод 2,4-2,6; кремний 0,4-0,6; марганец 0,4-0,6; хром 15- 16,5; молибден 0,9-1,1; иттрий 0,03-0$4; церий 0,08-0,09; ниобий 0,02-0,03; жёлезр остальное. При условии, что соотношение иттрия и церия должно отвечать зависимости 0,14 2Y+ Се 0,16. Дополнительный ввод ниобия в состав чугуна повышает износостойкость в 1,3-1,8 раз, термостойкость в 2,7-3,1 раза, а жидкотекучесть с 450 до 580 мм по спирали Кери. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ.И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4692257/02 (22) 16.05.89 (46) 07.03.92. Бюл. М 9 (71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им, М.И.Калинина (72) А.Е.Сафонов, А.А.Аникин, А;И.Хмызников, В.Е.Федоров, О.B,Òàíöûðåâ, Е.Г.Ла- бендик, Л.А.Мироненко; B,Б.Тимофеев и

А.M.Ìåíüùèêîâ (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1206331, кл. С 22 С 37/06, 1984.

Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 494427, кл. С 22 С 37/06, 1974.

Изобретение относится к металлургии, в частности к получению износостойких.чугунов валкового инструмента станов холодной прокатки.

Известен чугун, применяемый для изготовления валков, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас, :

Углерод 3,0-3.8

Кремний 0,05-0,1

Марганец 0,05-0,1

Хром 9,0-12,0:

Кобальт. 0,1-О,5

Иттрий 0,008-0,5

Железо Остальное

Однако чугун имеет относительно низ кую термостойкость.за счет высокого С0держания углерода, Модифицирование чугуна иттрием до 0,5% экономически невыгодно.

„„ЯЦ„„1717661 А1 (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении иэносостойких чугунов для валкового инструмента станов холодной прокатки. Целью изобретения является повышение жидкотекучести, износостойкости и термостойкости, Чугун содержит, мас.%: углерод 2,4 — 2,6; кремний 0,4 — 0,6; марганец 0,4 — 0,6; хром 1516,5; молибден 0,9-1,1; иттрий0,03-03}4 церий 0,08-0,09; ниобий 0,02-0,03; железо остальное, При условии, что соотношейие иттрия и церия должно отвечать завйсимости 0,14 2Y+ Се « 0,16. Дополнительный ввод ниобия в состав чугуна повышает износостойкость в 1,3-1,8 раэ, термостойкость в

2,7 — 3,1 раза, а жидкотекучесть с 450 до 580 мм по спирали Кери. 1 табл.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является чугун, 4 содержащий компоненты в следующем,соотношении мас %

Углерод 1,8-24 Q

Кремний 0,5-1,5 О

Марганец 0,5-1,5

Хром 16,0-22,0

Молибден 0,5-1,5

РЗМ 0,1-0,25 а

Алюминий 0,1-1,0

Ванадий 0,1-0,8

Азот 0,01-0,1

Железо Остальное

Недостатком этого чугуна является относительно низкая износостойкость, которую можно обьяснить недостаточным присутствием углерода в чугуне, наличие крупных и хрупких зазвтектических карби дов, а также невысокая жидкотекучесть445-463 мм по спирали Кери при температуре заливке 1400 С. Пленочные включения, образующиеся в расплаве, со- 5 храняются в отливках, что снижает его термо- и износостойкость. Использование суммы РЗМ не позволяет целиком направить их действие на улучшение свойств чугуна, так как действие индивидуальных 10

Р3М, входящих в сумму, не идентично и часто противоречиво. Использование суммы Р3М не дает возможности получать стабильные свойства.

Целью изобретения является повыше- 15 ние износостойкости, жидкотекучести и термостойкости.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, дополнитель- 20 но содержититтрий, церий, ниобийприследующем соотношении компонентов, мас, g;

Углерод 2,4-2,6

Кремний 0,4-0,6

Марганец 0,4 — 0,6 25

Хром 15,0 — 16,5

Молибден 0,9-1, t

Ниобий 0,02-0,03

Иттрий 0,03-0,04

Церий 0,08 — 0,09 30

Железо Остальное при этом соотношение иттрия и церия должно отвечать следующей зависимости:

0,14 52Y+ Се, «0,16.

Дополнительный ввод иттрия упрочня- 35 ет металлическую основу и уменьшает поля, состоящие из остаточного аустенита, измельчает карбиды, структура становится более однородной.

Рафинирование расплава церием уси- 40 ливает модифицирующий эффект иттрия, а таске увеличивает количество и улучшает форму карбидов.

Введение в состав ниобия способствует 45 получению дисперсных и первичных карбидов, уменьшает долю крупных заэвтектических карбидов, отрицательно влияющих на износостойкость чугуна, а также влияет на измельчение карбидов, способствует рав- 50 номерному распределенлю в металлической основе.

Соотношение итгрия и церия должно отвечать зависимости 0,14 2Y+ Се 0,16, в пределах этого эффект от влияния иттрия и церия выражается в наибольшем увеличении свойств чугуна. В случае, если это соотношение ниже указанного предела, то не обеспечивается необходимая термостойкость. Выше верхнего предела это соотношение не обеспечивает увеличение модифицирующего эффекта, а себестоимость чугуна увеличивается.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Чугун выплавляют в печи ИСТ вЂ” 0,4. В качестве шихтовых материалов применяют передельный чугун, отходы стали, ферросплавы, содержащие хром, молибден„ниобий. В качестве модификаторов используют иттрий металлический ИТМ-5, церий электролитический СеЭ-3 и феррониобий марки FeNb 65. Температура ввода модификаторов 1500-1550 С. Иттрий, церий и феррониобий вводят в ковш при заполнении ковша на одну треть при разливке металла.

Химические составы и свойства чугунов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, дополнительное введение в состав чугуна иттрия, церия и ниобия увеличивает износостойкость в 2-4. раза, термостойкость в 3,0-3,5 раза, а жидкотекучесть от 450 до 580 мм по спирали

Кери.

Формула изобретения

Износостойкий чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, хром, молибден, иттрий, церий и железо, о т л и ч а ю щ и й-г с я тем, что, с целью повышения износостойкости, жидкотекучести и термостойкости, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.,ь:

Углерод 2,4-2,6

Кремний 0,4-0,6

Марганец 0,4-0,6

Хром 15,0 — 16,5

Молибден 0,9-1,1

Иттрий 0,03 — 0,04

Церий 0,08 — 0,09

Ниобий 0,02-0,03 Железо Остальное при этом соотношение иттрия и церия должно отвечать следующей зависимости: 0,14 27+ Се 0,16. 1717661

Предел лроч мости ори рва» рыее ко им

Удар ная вяэкость, Содеряание коилонентов, иас.Ф

Состав чугуна

Иолибден

Перый

Иарганец

22+Се

РЗИ

Азот

Вана.-. дий

ИиоВий

Хр

KpeN» ний

Алю . ннй

Угле ° род та кги(Предлагаеиый ! 2,45 ;О;4

0,!3 Ос- 0,1 80 0,35 525 32

0 ° 45 1,55 0,02 0,09 0,023 1,О:. тальHQB

0,08 97

0,077 105

0,082 99

0,077 103

O, 098 87

0,101 84

4 °

Il

l1 ! 1

« l l

О,О!.- 0,1- 0,10,1 0,25 1,0

О ° 4;. 445- 180,8 463 24

4 — — — ——!

4.!10-890,35 98

«ч

0,10,8

0,5« 16,0- - - - . 0,51,5 22,0 1,5 е. Составы.2,3,4,4 отвечают аависииости

0,5»

1,5

0,14 2Y + Се и О,!6.

П р и и е ч а н и

Составитель А,Сафонов

Техред М,Моргентал Корректор M.Максимиаинец

Р

Редактор Н.Гунько

Заказ S54 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитата по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035; Москва, Ж-З5, Раушская наб., 4/5

Производственно. издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, f01

2 2,45

3 2,5

4 2,4

2,5

6 2,6

7 2.53

Иэвестнвй 1,82,4

0,45

О ° 5

0,4

0, 45

0,5

0,6

D,5 16,0 0,03 0,08 0,025 019:

0,5 15,76 0,037 0,083 0,03 .1,О

0,4 15,0 0,035 0,09 0,02 . О;9

0,4 15,5 0,04 0,08 0,02 1 ° 1

0,6 16,5 0,04 0,085 0,025 1,1

0,55 16,0 0,04 0,09 0,027, 1,0

0,14

0,157

0,16

0,16

0,165

0,17

Ивносостойкость гlм ч

0,5 535 66 0,65 580 76

0,67, 575 69 Р

0,7 580 75

0,51 570 63

0,49 573 57