[go: up one dir, main page]

RU2452786C1 - Износостойкий чугун - Google Patents

Износостойкий чугун Download PDF

Info

Publication number
RU2452786C1
RU2452786C1 RU2011117224/02A RU2011117224A RU2452786C1 RU 2452786 C1 RU2452786 C1 RU 2452786C1 RU 2011117224/02 A RU2011117224/02 A RU 2011117224/02A RU 2011117224 A RU2011117224 A RU 2011117224A RU 2452786 C1 RU2452786 C1 RU 2452786C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
wear
iron
chromium
resistant cast
Prior art date
Application number
RU2011117224/02A
Other languages
English (en)
Inventor
Виктор Анатольевич Алов (RU)
Виктор Анатольевич Алов
Михаил Иванович Карпенко (BY)
Михаил Иванович Карпенко
Олег Модестович Епархин (RU)
Олег Модестович Епархин
Александр Николаевич Попков (RU)
Александр Николаевич Попков
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ)
Priority to RU2011117224/02A priority Critical patent/RU2452786C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2452786C1 publication Critical patent/RU2452786C1/ru

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области металлургии, в частности к легированным износостойким чугунам для отливок, работающих в условиях абразивного изнашивания. Чугун содержит, мас.%: углерод 2,3-3,2; кремний 0,5-0,9; марганец 0,5-1,5; никель 0,1-0,5; ванадий 0,3-1,1; титан 0,1-0,5; хром 0,8-3,5; кобальт 0,02-0,3; фосфор 0,05-0,3; бор 0,10-0,2; серу 0,002-0,02; магний 0,01-0,03; алюминий 0,02-0,18; церий 0,01-0,04; железо - остальное. Предложенный износостойкий чугун обладает высокими характеристиками прочности, предела усталости и износостойкости в условиях коррозионно-механического и ударно-абразивного изнашивания. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности, к получению легированных износостойких чугунов, работающих в условиях коррозионно-механического и ударно-абразивного изнашивания.
Известен низколегированный чугун (а.с. СССР №1627580, МПК C22C 37/10, 1991) следующего химического состава, мас.%:
Углерод 17,5-3,1
Кремний 0,8-1,1
Марганец 0,7-1,3
Хром 13,5-17,5
Никель 0,3-1,0
Молибден 1,3-2,6
Цирконий 0,09-0,6
Кобальт 0,08-0,28
Кальций 0,02-0,05
Теллур 0,002-0,03
Железо Остальное
Известный чугун имеет низкую динамическую прочность, плохо сопротивляется ударным нагрузкам и склонен к трещинообразованию.
Известен также легированный износостойкий чугун марки ЧЮХШ ГОСТ 7769-82. Этот чугун обладает недостаточными характеристиками прочности, коррозийной стойкости и износостойкости, что снижает его эксплуатационную стойкость в условиях коррозийно-механического и ударно-абразивного изнашивания.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предложенному является износостойкий чугун (патент BY №11609, C22C 37/00, 2009, прототип), содержащий, мас.%:
Углерод 2,3-3,2
Кремний 0,5-0,9
Марганец 0,5-1,5
Никель 0,1-0,5
Ванадий 0,3-1,1
Титан 0,1-0,5
Хром 0,06-0,5
Кобальт 0,02-0,3
Фосфор 0,05-0,30
Бор 0,02-0,20
Сера 0,002-0,02
Магний 0,01-0,02
Железо Остальное
Данный чугун обладает следующими механическими и эксплуатационными свойствами:
Временное сопротивление разрыву, МПа 331-375
Твердость, НВ 290-328
Стрела прогиба, мм 6,5-7,8
Ударная вязкость, Дж/см2 22-28
Износостойкость, мг/м2·ч 30-45
Предел коррозийной усталости, МПа 351-386
Прокаливаемость, мм 45-60
Склонность к трещинообразованию (общая
длина трещин в пробе), мм 2,4-3,0
Недостаточные характеристики прочности, предела коррозионной усталости и износостойкости снижают эксплуатационную стойкость в условиях коррозионно-механического и ударно-абразивного изнашивания.
Задачей данного технического решения является повышение прочности, предела коррозионной усталости и износостойкости чугуна.
Поставленная задача решается тем, что износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, ванадий, титан, хром, кобальт, фосфор, бор, серу, магний и железо, дополнительно содержит алюминий и церий при следующем содержании компонентов, мас.%:
Углерод 2,3-3,2
Кремний 0,5-0,9
Марганец 0,5-1,5
Никель 0,1-0,5
Ванадий 0,3-1,1
Титан 0,1-0,5
Хром 0,8-3,5
Кобальт 0,02-0,3
Фосфор 0, 05-0,3
Бор 0,10-0,2
Сера 0,002-0,02
Магний 0,01-0,03
Алюминий 0,02-0,18
Церий 0,01-0,04
Железо Остальное
Существенными отличиями предложенного чугуна является введение в его состав эффективных микролегирующих и модифицирующих компонентов - алюминия и церия и увеличение содержания карбидообразующего элемента - хрома, что существенно повышает прочность, износостойкость и предел коррозионной усталости.
Дополнительное введение алюминия в количестве 0,02-0,18 мас.% обусловлено существенным влиянием его на дисперсность и стабильность структуры, очистку расплавленного чугуна от примесей и газов, повышение механических, технологических и эксплуатационных свойств чугуна в отливках. При содержании алюминия до 0,02% не отмечается существенного влияния его на стабильность структуры, повышение прочности, трещиностойкости, предела усталости и износостойкости. При увеличении содержания алюминия более 0,18% снижается покаливаемость и начинает сказываться его графитизирующее влияние на структуру и свойства чугуна.
Церий - эффективный микролегирующий и модифицирующий элемент, который в количестве 0,01-0,04% оказывает сфероидизирующее влияние на структурные составляющие чугуна, повышает прочностные и эксплуатационные свойства. Его модифицирующее влияние на структуру и свойства чугуна начинает сказываться с концентрации 0,01%. При увеличении содержания церия более 0,04% снижаются его усвояемость, влияние на стабильность структуры, механические свойства и трещиностойкость.
Содержание хрома 0,8-3,5% принято в пределах, обеспечивающих повышение прочности, прокаливаемости, износостойкости, предела коррозионной усталости и твердости при сохранении дисперсности и стабильности микроструктуры чугуна в отливках. При увеличении содержания хрома более 3,5% укрупняется структура чугуна в отливках и снижаются характеристики упруго-пластических свойств, повышается склонность к трещинообразованию. При концентрации хрома менее 0,8% его легирующий эффект недостаточен и характеристики механических свойств низкие.
Опытные плавки чугунов производят в индукционных печах с использованием рафинированных чушковых чугунов, стального и чугунного лома, ферромарганца, феррохрома, никеля, ферротитана и других ферросплавов.
После рафинирования расплава при температуре 1460-1480°C производят легирование чугуна ферромарганцем, никелем, содержащим кобальт, феррованадием и ферротитаном в печи. Модифицирование чугуна проводят в барабанном раздаточном ковше прессованными экзотермическими таблетками на основе алюминия и кузнечной окалины с использованием измельченной смеси до фракции 1-5 мм из ферроцерия, никельмагниевой лигатуры и ферробора.
Для определения механических и технологических свойств отливали стандартные образцы, технологические пробы и мелющие шары диаметром от 60 до 100 мм.
Ударную вязкость определяли на образцах 10×10×55 мм без надреза, а износостойкость - на стандартных образцах в соответствии с требованиями ГОСТ 23.208-79 с использованием в качестве абразивного материала электрокорунда зернистостью №16-17 по ГОСТ 3647-80 с относительным содержанием влаги 0,10-0,14%. Для определения трещиностойкости использовали звездообразную технологическую пробу диаметром 250 мм и высотой 140 мм. Определение твердости проводили в соответствии с ГОСТ 24805, а прочностных свойств - в соответствии с ГОСТ 27208. Глубину прокаливаемости определяли на отливках шаров для цементной промышленности диаметром 120 мм.
В таблице 1 приведены химические составы износостойких чугунов опытных плавок.
В таблице 2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Как видно из таблицы 2, предложенный износостойкий чугун обладает более высокими характеристиками прочности, предела усталости и износостойкости, чем известный чугун.
Таблица 1
Химические составы износостойких чугунов опытных плавок
Компоненты Содержание компонентов, мас.% (железо - остальное) в чугуне состава
1 (Изв.) 2 3 4 5 6
Углерод 2,8 2,1 2,3 2,7 3,2 3,4
Кремний 0,7 1,1 0,9 0,7 0,5 0,4
Марганец 1,0 0,3 0,5 1,1 1,5 1,7
Никель 0,3 0,05 0,1 0,3 0,5 0,6
Ванадий 0,7 0.15 0,3 0,8 1,1 1,3
Титан 0,3 0,07 0,1 0,3 0,5 0,7
Хром 0,2 0,21 0,6 2,8 3,5 3,7
Кобальт 0,2 0,01 0,02 0,2 0,3 0,5
Фосфор 0,2 0,02 0,05 0,1 0,3 0,5
Бор 0,1 0,03 0,10 0,17 0,2 0,3
Сера 0,01 0,001 0,002 0,01 0,02 0,03
Магний 0,01 0,006 0,01 0,02 0,03 0,04
Алюминий - 0,01 0,02 0,12 0,18 0,21
Церий - 0,005 0,01 0,03 0,04 0,05
Таблица 2
Механические и эксплуатационные свойства износостойких чугунов
Показатели Свойства износостойких чугунов для составов
1 (Изв.) 2 3 4 5 6
Временное сопротивление разрыву, МПа 365 371 475 560 540 420
Твердость, НВ 321 329 360 347 335 324
Ударная вязкость, Дж/см2 25 21 36 33 31 28
Износостойкость, мг/м2·ч 32 30 21 24 27 29
Предел усталости, МПа 370 366 510 565 521 435
Склонность к трещинообразованию (общая длина трещин в пробе), мм 8,4 8,2 4,5 5,2 4,8 4,2
Прокаливаемость, мм 55 52 54 57 60 53

Claims (1)

  1. Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, ванадий, титан, хром, кобальт, фосфор, бор, серу, магний и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    Углерод 2,3-3,2 Кремний 0,5-0,9 Марганец 0,5-1,5 Никель 0,1-0,5 Ванадий 0,3-1,1 Титан 0,1-0,5 Хром 0,8-3,5 Кобальт 0,02-0,3 Фосфор 0,05-0,3 Бор 0,10-0,2 Сера 0,002-0,02 Магний 0,01-0,03 Алюминий 0,02-0,18 Церий 0,01-0,04 Железо Остальное
RU2011117224/02A 2011-04-28 2011-04-28 Износостойкий чугун RU2452786C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117224/02A RU2452786C1 (ru) 2011-04-28 2011-04-28 Износостойкий чугун

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011117224/02A RU2452786C1 (ru) 2011-04-28 2011-04-28 Износостойкий чугун

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2452786C1 true RU2452786C1 (ru) 2012-06-10

Family

ID=46680020

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011117224/02A RU2452786C1 (ru) 2011-04-28 2011-04-28 Износостойкий чугун

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2452786C1 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060662A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 宁波市瑞通新材料科技有限公司 一种合金铸铁磨球的制备工艺
RU2623846C1 (ru) * 2016-10-31 2017-06-29 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун
RU2635034C1 (ru) * 2017-02-06 2017-11-08 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун
RU2697134C1 (ru) * 2018-12-10 2019-08-12 Закрытое акционерное общество "Кушвинский завод прокатных валков" (ЗАО "КЗПВ") Чугун и способ его получения

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1475963A1 (ru) * 1987-06-01 1989-04-30 Всесоюзный Заочный Политехнический Институт Чугун
RU2326979C2 (ru) * 2006-04-10 2008-06-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1475963A1 (ru) * 1987-06-01 1989-04-30 Всесоюзный Заочный Политехнический Институт Чугун
RU2326979C2 (ru) * 2006-04-10 2008-06-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103060662A (zh) * 2012-12-26 2013-04-24 宁波市瑞通新材料科技有限公司 一种合金铸铁磨球的制备工艺
CN103060662B (zh) * 2012-12-26 2016-01-06 宁波市瑞通新材料科技有限公司 一种合金铸铁磨球的制备工艺
RU2623846C1 (ru) * 2016-10-31 2017-06-29 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун
RU2635034C1 (ru) * 2017-02-06 2017-11-08 Юлия Алексеевна Щепочкина Чугун
RU2697134C1 (ru) * 2018-12-10 2019-08-12 Закрытое акционерное общество "Кушвинский завод прокатных валков" (ЗАО "КЗПВ") Чугун и способ его получения

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100453686C (zh) 一种含有高硬度硼化物的铸造高硼耐磨不锈钢及制备方法
KR102218051B1 (ko) 고경도 고인성 내마모 강판 및 그의 제조방법
RU2419666C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2452786C1 (ru) Износостойкий чугун
JP5490373B2 (ja) 高硬度ショット材
RU2337996C1 (ru) Высокопрочный антифрикционный чугун
RU2416660C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2465362C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2365660C1 (ru) Чугун
RU2513363C1 (ru) Высокопрочный антифрикционный чугун
RU2533631C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2581542C1 (ru) Высокопрочный антифрикционный чугун
RU2445389C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2448184C2 (ru) Износостойкий чугун
RU2451099C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2281982C1 (ru) Чугун
RU2611624C1 (ru) Высокопрочный легированный антифрикционный чугун
RU2615409C2 (ru) Высокопрочный антифрикционный чугун
RU2401318C1 (ru) Серый фрикционный чугун
RU2409689C1 (ru) Серый антифрикционный чугун
RU2451100C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2414523C2 (ru) Конструкционная низколегированная литейная сталь
RU2448183C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2457256C2 (ru) Модифицирующая смесь
RU2445388C1 (ru) Износостойкий чугун

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130429