SU1627582A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в услови х гидроабразивного износа. Цель - повышение износостойкости при гидроабразивном износе. Новый чугун содержит, мас.%: С 2-2,7; Si 0,3-0,7; Мп 0,7-1,3; Сг 2,3-7,1; NI 0,3 -1,0; V 0,2-0.7; AI 0,02-0,05; Си 0,1 -0,5; TI 0,02-0,3; Се 0,02-0,06; Со 0,32-0,75; Мо 0,15-2,5; Мд 0,02-0,06 и Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна Со, Мо и Мд позвол ет повысить по сравнению с известным изнссостсйкость в услови х гидроабразивного износа (абразивный материал - карбид кремни  в количестве 7,1-7,5 г/л) в 8,1-10 раз. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дл  отливок, работающих в услови х гидроабразивного износ а.

Цель изобретени  - повышение износостойкости при гидроабразивном износе.

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

Дополнительно введенный молибден легирует металлическую основу, повышает ее твердость, измельчает структуру и повышает склонность к бейнитному превращению и износостойкость при гидроабразивном износе. При концентрации молибдена до 0,15 мае. % измельчение графита и повышение твердости и износостойкости при гидроабразивном износе и склонности к бейнитному превращению недостаточны, а при концентрации молибдена более 2,5 мэс.% снижаютс  технологические и упругопластические свойства и увеличиваетс  износ при гидроабразивном износе.

Магний модифицирует и раскисл ет чугун , повыша  плотность и монолитность матрицы, фактор формы графита, очищает металл от примесей и границы зерен, что обеспечивает существенное повышение стабильности герметичности и износостойкости при гидроабразивном износе. При концентрации магни  до 0,02 мас.% модифицирующий и раскисл ющий эффекты недостаточны , а герметичность чугуна в отливках и износостойкость при гидроабразивном износе низки; при концентрации магни  более 0,06 мас,% повышаютс  его угар, содержание неметаллических включений и снижаетс  стабильность структуры, герметичности, износостойкости при гидроабразивном износе и служебные свойства.

Дополнительно введенный кобальт в количестве 0,32-0,75 мас.% микролегирует матрицу, повышает ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает износо- стрйкость в услови х гидроабраэивного износа . Его концентраци  прин та от

Ё

содержани  0,32 мас.%, с которого начинает сказыватьс  его вли ние на износостойкость при гидроабраэивном износе, и ограничено концентрацией 0,75 мас.%, выше которой снижаютс  стабильность структуры ,упругопластическиеи эксплуатационные свойства.

Фосфор отбеливает, измельчает структуру , повышает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость при гидроабразивном износе. При концентрации фосфора до 0,04 мас.% его отбеливающий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости при гидроэб- разивном износе сказываютс  незначительно , а при концентрации фосфора более 0,08 мас.% увеличиваетс  содержание неметаллических включений по границам зерен. снижаютс  пластические свойства, склонность к бейнитному превращению и износостойкость при гидроабразивном износе.

Никель и титан упрочн ют матрицу, повышают ее коррозионную стойкость, увеличивают твердость, стабильность структуры, склонность к бейнитному превращению, что обеспечивает повышение хрупкой прочности , износостойкости при гидроабразивном износе, ударно-уствлостной долговечности. Концентрации титана менее 0,02 мас.% и никел  менее 0,3 мас.% привод т к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости при гидроабразивном износе, а при концентрации титана более 0,3 мас.% и никел  более 1,0 мас.% снижаетс  стабильность структуры, повышаетс  содержание интерметаллид- ных и неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при гидроабразивном износе.

Хром и ванадий обеспечивают высокую коррозионную стойкость и твердость матрицы , что повышает характеристики износостойкости при гидроабразивном износе. При увеличении содержани  хрома более 7,1 мас,% и ванади  более0,7 мас.% снижаютс  трещиностойкость, эксплуатационна  и ударно-усталостна  долговечность. Содержание алюмини  и меди ограничено 0,5 мас.% каждого, так как при более высоком их содержании снижаетс  однородность структуры, механических и эксплуатационных свойств. Содержание цери  прин то в количестве 0,02-0,06 мас.%, что модифицирует и способствует улучшению формы графита , коррозионной стойкости и износостойкости при гидроабразивном износе .

Содержание основных компонентов (углерода 2,0-2,7, кремни  0,3-0,7 и марганца

0,7-1,3 мас.%) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при гидроабразивном износе и высокие эксплуатационные свойства.

Алюминий в количестве 0,02-0,05 мас.% способствует раскислению, модифицированию расплава и повышению механических и технологических свойств чугуна.

0Плавку чугуна известного и предложенного составов проводили в открытых индукционных печах методом переплава.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чугунный лом,

5 литейные и передельные чугуны, возврат собственного производства, полуфабрикат- ный никель НПЗ, зеркальный чугун 341, феррованадий, феррохром, ферромарганец , ферромолибден и другие ферросплавы.

0 Кобальт и неокисл ющиес  легирующие добавки ввод т вместе с шихтой, а легкоплавкие ферросплавы, лигатуры и модификаторы - после раскислени  металла за 3-6 мин перед разливкой непосредст5 венно в литейные ковши.

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до 350-450°С, в печь при наличии болота, перегрев расплава до 1480-1520°С. Присад0 ку меди, фосфора, титана, цери , магни  и других легкоплавких добавок и компонентов провод т после доводки химического состава по основным компонентам перед рлзливкой металла в сухие литейные формы.

5В табл. 1 приведены химические составы износостойких чугунов р да плавок. Определение содержани  ингредиентов в чугунах провод т по стандартным методикам количественного дифференцированно0 го химического анализа.

В табл. 2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Механические, свойства в отливках определ ют после их

5 нормализации с температуры 960-990°С и, изотермической выдержки при 350-370°С. Испытание на гидроабразивное изнашивание провод т на трубных литых заготовках на стендах с использованием

0 гидроабразивных потоков при концентрации абразивных частиц карбид кремни  7,1- 7,5 г/л.

Как видно из табл. 2, дополнительное введение в состав чугуна кобальта, молиб5 дена и магни  позволило повысить износостойкость при гидроабразивном износе в 8,15-10 раз.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, алюминий , медь, титач, церий и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости при гидроабразивном износе , он дополнительно содержит кобальт, молибден и магний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод2,0-2,7

   Кремний0,3-0,7

   Марганец0,7-1,3

   Хром2,3-7,1

   Никель

   Ванадий

   Алюминий

   Медь

   Титан

   Церий

   Кобальт

   Молибден

   Магний

   Железо

   0,3-1.0

   0,2-0,7 0,02-0,05

   0,1-0,5 0,02-0,3 0,02-0.06 0.32-0.75

   0,15-2.5

   0,02-0.06

   Остальное

   Химические составы известного и предложенного чугунов

   Свойства чугуна известного и предложенного составов

   Таблица 1

   Таблица 2