SU1008270A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром титан, молибдец , алюминий, медь и железо, о т л к .чающийс  тем, что, с целью повышени  термостойкости и трещиностойкости при литье и термообработке, он содержит компоненты при спедуншем соотношении , вес.%: Углерод 2,2-3,0 Кремний 0,5-О,8 Марганец 0,5-О,8 Хром 14-16 Титан 0,3-0,5 Молибден 0,2-О,6 Алюминий О,5-1,0 Медь 1,5-2,0 Железо Остальное

Description

30

SD

Изобретение отнсх-йтс  к металлургии, конкретнее к изысканию высокохромис тых чугунов, обиадак цих повышенными Прочностными свойствами, высокой износостойкостью и трещиностойкостью при литье и термообработке и используемых дл  изготовлени  прокатных валков.

Известен чугун рС следующего химического состава, вес,%:

Углерод2,5-4,5

Кремний0,1-2,5

Марганец0,2-1,5

Хром0,5-15

Молибден1,5-15

Вольфрам1-10

Ванадий1-6

Никель0,5-5,0

Медь1-6

ЖелезоОстальное

Недостатком известного чугуна  вл етс  низка  трещиностойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  чугун.З следующего химического состава, вес.%:

Углерод2,4-4,0

Кремний , 0,7-1,5

МарганецО,1-0,5

Хром6-15

Титан6-15

Молибден1-2,5

Алюминий1-2,5

Медь.0,3-1,0

ЖелезоОстальное

Недостатками известного чугуна  вл ютс  низкие термостойкость и трещино- стойкость при литье и термообработке.

Цель изобретени  - повышение термостойкости и трещиностойкости при ли1ъе и термообработке.

Данна  цель достигаетс  тем, что чугун , содержащий углерод, кремний, марганец , хром, титан, молибден, алюминий, медь и железо, содержит компоненты при

следующем соотношении компонентов, вес.%:

2,2-3,0 0,5-0,8 0,5-О,8 14-16 О,3-О,5 0,2-0,6 0,5-1,0 1,5-2,0 Остальное

П р и м е jp. Вьпиавлено 11 плавок: 8 плавок предлагаемого чугуна; и 3 из25 вестного. Выплавку провод т в 200-килограммовой индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ферросилиций (75%), ферромолибден (60%), медь гидролизную, феррохром (72%), ферротитан (33%) ферромарганец (45%). Присадки алюмини  и титана производ т непосредственно в ковш.

В табл. 1 приведен химический состав приготовленных сплавов.

Таблица

2,2 .0,50О,80

2,5О,6О0,50

2,80,650,60 3,ОО,8О0,65

2,70,750,70

2,40,700,50

2,60,800,50

2,55О,70О,5О Алюминий, Ефежде всего, вводитс  в чугун с целью уменьшени  его склонности к трешинообразованию при отливке и термообработке. При содержании алюмини  в чугуне от 0,5 до 1,0% не увеличиваетс  количество остаточного аустени та, снижаетс  склонность первичного зерна к росту при нагревании, т.е. струк lyра остаетс  мелкозернистой до очень вь соких температур, а, следовательно, уро вень свойств чугуна достаточно высок и стабилен. При содержании алюмини  менее 0,5% вли ние его на чугун данного состава не значительно. При содержании алюмини  свыше 1,0% увеличиваетс  количество о таточного аустенита, что приво;шт. к снижению прочностных и эксплуатадионных свойств. Титан в количестве О,3-О,5% совмес но с хромом, образует мелкодисперсные карбиды, значительно упрочн ющие сплав так как измельчаетс  зерао, обеспечива етс  необходимый уровень свойств . При повышении титана свыше 0,5% наблюдаетс  укрупнение цементитных карбидов ,-что приводит к охрупчиванию струк- туры. При содержании титана в чугуне в количестве менее 0,3% моД11фицируюшее действие про вл етс  весьма слабо. Повышение стсйкости чугуна обеспечиваетс  1фи содержании углерода, близком к эвтектическому. При увеличении содержани  углерода свыше 3,0% существенно снижаетс  ударна  в зкость, а,, следовательно, уменьшаетс  стойкость чугуна. При содержании углерода менее 2,2% износостойкость чугуна понижаетс  из-за уменьшени  количества упрочн ющей среды.

Продолжение табл. Д Копичес-то марганца ограничшю услови ми плавки чугуна, так как в соотве- ствии с исследовани ми, марганец не  вл етс  эффективным элемент, вли ющим на стойкость деталей. При содержании хрома ниже 14% уменьшаетс  стойкость мате риала из-за обрЁКзовани  карбидов цемейтйтного типа с :более низкой износостойкостью. При увеличении содержани  хрома свьпие 16% уменьшаетс  долговечность сплава по влением в структуре крупных первичных карбидов. Введение молибдена в количестве до 0,2% существенно не вли ет на износо стойкость чугуна. При содержании молибдена в количестве О,2-О,6% износостойкость сплава повьпиаетс  за счет того, что молибден, раствор  сь в хромистых карбидах, способствует увеличению твердости этих карбидов. Кроме того, добавки молибдена несколько измельчают зерно . Добавка молибдена более 0,6% приводит к образованию стабильного аустенита всего требуемого дл  износостойкости метастабильного аустенита, вследствие че го износостойкость чугуна снижаетс . При содержании меди более 2,О% в структуре 4yryi|a образуетс  большое количес .тво остаточцогх) аустенита, что приводит к некоторому снижению износостойкости . При содержании меди менее 1,5% не достигаетс  эффект повьш1ени  износостойкости . Введение меди в чугун в количестве 1,5-2,О% способствует повышению износостойкости.и обрабатываемости.Это св зано с тем, что медь существенно вли ет на процессы формировани  первичной структуры чугуна, измен   строение и состав отдельных составл ющиз; в нацравпении , перспективном дл  улутиени  тезшологических свойств отливок, в частI100 ности: увеличение прот женности межфа|эовых границ кристаллов избыточного аустенита и ледебурита, утонение строени  продукта эвтектического и эвтектоидного превращени  Увеличение твердости структурных составл ющих при легировании медью весьма полезны дл  прокатных валков, работакипих в услови х интенсивного истирани . Из полученных сплавов изготовлемйо к раэиы, которые испытывают на твердость прочность, термостойкость, ианосостойfcocTb , греши нос тойкость при литье и тер-т мообработке. / Износостойкость определ ют на установке , обеспечивающей удельное давление 5О кг/мм , проскальзывание 0,27 м/с, охлаждение валков производ т эмульсией, врем  испытани  2,5 ч. Относительный нанос рассчитываетс  как отношение из разности конечного веса дисков к начальному весу дисков. Испытание на термостойкость произво: д т термоииклированием образцов с нагревом до 6ОО С и с последующим охлаждеПредлагаемый 0 нием водой до температуры до по влени  первых трещин, что отражает, услови  нагрева и охлаждени  валков в процессе их эксплуатации на станках гор чей прокатки. Исследование вли ни  леги1ующих элементов на трещиностойкость сплава при литье и термообработке провод т на квадратных- решетках путем оценки размеров трещин в местах перехода. В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов. Как видно из табл. 2., предлагаемый чугун превосходит известный по термостойкости (выше в 4,6 раза|, трешино- стойкости при литье и термообработке 1,3 раза). Применен 1е валкор дает экономический эффект 1659,975 тыс. руб.,который} Достигаетс  снижением расхода дефицитных легирующих элементов, снижением расхода валков, повышением ритмичности работы и производительности прокатных станов, выходом годного более Высоких сортов, сокращением расхода метадла- и трудоемкости подготовки фалков. Таблица 2

Claims (1)

1. ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, молиб ден, алюминий, медь и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и трещиностой— кости при литье и термообработке, он содержит компоненты при следующем соотношении, вес.%:

   Углерод 2,2-3,0 ' Кремний 0,5-0,8 Марганец 0,5-0,8 Хром 14-16 Титан 0,3-0,5 Молибден 0,2-0,6 Алюминий 0,5-1,0 Медь 1,5-2,0 Железо Остальное § ω с