SU755880A1 - Чугун - Google Patents

Description

Изобретение относится к области металлургии, а именно к чугунам, работающим в условиях абразивного изнашивания,' оно может быть использовано для деталей дробеметного оборудования .

Известен чугун следующего химического состава, вес.%:

Хром

Бор (титан) Железо

17,0-21,0

0,1-0,3

Остальное И

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Ванадий

Железо

2,3-4,0

1,2-3,0

1,5-5,0

11,5-18,0

0,2-2,5

Остальное

10

ЕМ

Данный чугун имеет следующие свойства:

Коэффициент отно-. сительной ИЗНОСО-? стойкости 8,0

Твердость после термообработки, НК_С 60-65 Наиболее близким к описываемому

изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, вес.%:

Углерод . 2,3-2,8

Кремний До 1,5

Марганец 0,2-0,8

15

20

25

Данный чугун после термообработки (нагрев до 950" С и охлаждение на воздухе) имеет твердость НК_С 53-60) 50-55 кг/мм^й.

Основными недостатками указанного чугуна являются его недостаточно высокая износостойкость в условиях абразивной эрозии, повышенная хрупкость, низкая технологичность.

Цель изобретения - повышение износостойкости и трещиностойкости при литье.

Цель достигается тем, что предлага емый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, один элемент из группы, содержащей бор, титан и железо, содержит эти компоненты при следующем соотношении, вес.%:

Углерод 2,3-2,8

Кремний 3,5-6,0

Марганец 3,0-6,0

Хром 17,0-21,0

Один элемент

из группы, содержащей бор, титан 0,1-0,3

Железо Остальное

30

3

755880

4

Содержание кремния ниже 3,5% не сказывается на износостойкости сплава. При 3,5-6,0% кремния в структуре чугуна появляется самостоятельный карбид кремния, количество его й дисперсность увеличиваются с увели- , чением содержания кремния в сплаве. ^э Одновременно увеличивается матричное содержание»хрома, измельчаются хромистые карбиды. Введение кремния в указанных пределах снижает трещинестойкость сплава (табл. 2). Повыщение содержания кремния более 6,0% приводит к сильному охрупчиванию сплава и одновременно к снижению его износостойкости.

Марганец в количестве меньшем 3% 15

не оказывает эффективного воздействия на износостойкость.При введении марганца менее 3% количество необходимого аустенита увеличивается незначительно, трещиностойкость сплава почти 20 Не увеличивается.Повышение износостойкости наблюдается при содержании маргайца 3,0-6,0%. В этих же пределах марганец значительно повышает трещиноустойчивость сплава (табл.2), 25

Марганец изменяет природу аустенита, увеличивая его способность к наклепу при пластической деформации. Оптимальное содержание марганца зависит от количества нестабильной зд аустенитной фазы и от устойчивости этой фазы при деформировании. С увеличением содержания марганца от 3 до 6% количество οί.-фазы в исходной структуре уменьшается, а количество 35 'У -фазы (аустенита) увеличивается.

Повышение стабильности образуемой Г-фазы затрудняет деформационное превращение

у-*сС+к —» γ +к,

что снижает износостойкость сплава. Поэтому при содержании марганца более 6% износостойкость сплава уменьшается.

В условиях опытного производства ИПЛ АН УССР выплавляли чугун различного химсостава (см. табл. 1). Выли отлиты опытные образцы, также дробеметные лопатки, и проведены сравнительные их испытания в лабораторных и промышленных условиях. Выплавка исследуемых сплавов производилась в печи МГП-102 с основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов использовались одни и те же материалы

Образцы испытывались на лабораторной установке в условиях чисто абразивного изнашивания. Промышленные испытания дробеметных лопаток производились в условиях завода "Океан" на установках "Фогель и Шемманн". Данные испытаний приведены в табл. 2. Промышленные испытания показали, что использование предлагав мого чугуна увеличивает срок службы изделий в 2 раза.

Были проведены исследования по влиянию легирующих элементов на трещиностойкость сплава. Отливались пробы в виде квадратной решетки и оценивался размер трещин в местах перехода. Данные исследований приведены в табл.2.

Таблица!

Сплав, №	Содержание элементов, %
С	5 ί	Мп	Сг	В (Т Г)
1	2,49	0,82	0,64	19,04	0,23
2	2,44	3,50	4,25	19,74	0,19
3	2,30	6,00	4,93 .	18,91	0,10
4	2,39	4,81	й 4,38	17,00	. 0,17
5	2.46	3,75	3,0	18,13	0,21
6	2,53	4,05	6,00	17,76	0,23
7	2,80	4,10	4,66	21,00	0,1.8

Примечание. Сплав № 1 - известный чугун, сплавы № 2-7 - предлагаемый чугун.

Таблица 2

Сплав, №	Вес образца, г
до испытания	после испытания
1	40,8518	40,2454
2	40,9055	40,4383

Потеря ·Приведен— веса, г ный износ г/см²км

Срок , службы лопаток, ч

Трещиностойкость при литье мм

0,6054 0,05.40 60-80 Сквозная

(10 мм)

0,4672 0,0431 3,8

5

755880

6

Продолжение табл. 2

С плав, №	Вес образца, г	Потеря {веса, г	Приведенный износ, г /см км	Срок службы лопаток, ч	Трещиностойкость при литье, мм
до испытания	после испытания
3	40,7727	40,4111	0,3616	0,0335		3,7
4 .	40, 5604	40,2080	0,3624	0,0336	120-125	4,1
5	45,7009	45,4416	0,2583	0,0238		6,0
6	47,8043	47,5392	0,2651	0,0244		3,5
7	47,2209	46,8048	0,4154	0,0384	150-160	3,5

Примечание. ΐ" 4

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, один элемент из группы, содержащей бор, титан₃ и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости и трещиностойкости при литье, он содержит компоненты при следующем соотношении, вес.%

   Углерод 2,3-2,8

   Кремний 3,5-6,0

   ч; Р 4,15 кг.

   ' Марганец 3,0-6,0

   ²⁰ Хром 17,0-21,0

   Один элемент из группы, содержащей бор, титан 0,1-0,3 Железо Остальное

   25