CS254887B1 - Litina s vysokou odolnosti proti abrazi - Google Patents

Abstract

Litina s vysokou odolností proti abrazi určená pro výrobu součástí vystavených intenzivnímu opotřebení abrazivními částicemi, např. pro kladiva drtičů strusky, má složení 2,8 až 3,1 % hmot. uhlíku, 24,0 až 26,0 % hmot. chrómu, 0,3 až 1,0 % hmot. manganu, 0,3 až 1,0 % hmot. křemíku, 0,1 až 0,2 % hmot. titanu, 0,1 až 0,2 % hmot. hliníku a 0,05 až 0,1 % hmot. boru. Pro hmotnější odlitky litina dále obsahuje od 0,4 do 0,6 % hmot. niklu a 1,0 až 1,5 % hmot. molybdenu. Jako technologickou přísadu litina obsahuje cér v množství od 0,05 do 0,1 % hmot.

Description

Vynález se týká litiny s vysokou odolností proti abrazi, určené pro výrobu součástí vystavených intenzivnímu opotřebení abrazp.vními částicemi.

V současné době se pro tento účel používá řada variant litin systému Fe-Cr-C se zvýšeným obsahem chrómu a popřípadě s přísadou dalších prvků. Důvodem pro vyšší obsah chrómu je skutečnost, že zhruba od 10 % hmotnosti chrómu v těchto litinách krystalizuje v závěru jejich primární krystalizace jako jedna z fází quasieutektika hexagonální karbid M?C₃, který má vyšší tvrdost než cementit a litiny s tímto karbidem také vykazují nižší sklon ke křehkému lomu.

Používají se ve stavu kaleném nebo nízko popuštěném. Z toho mj. vyplývá požadavek jejich dobré prokalitelnosti při výrobě součástí větších hmotností? pro tento účel je základní složení modifikováno zpravidla přísadou molybdenu, niklu nebo mědi, které jejich prokalitelnost zlepšují. Odolnost proti abrazi je nejvýrazněji ovlivňována obsahem uhlíku v litině, ale ten je limitován koncentrací, odpovídající při daném celkovém složení litiny poloze rozhraní mezi austenitickým polem a oblastí primární krystalizace karbidu M^C₃, při jejímž překročení při zvyšování obsahu uhlíku v litině se výrazně zvyšuje sklon litiny ke křehkému lomu a klesá také odolnost litiny proti abrazi.”

Uvedenou nevýhodu odstraňuje litina s vysokou odolností proti abrazi podle vynálezu, obsahující od 2,8 do 3,1 % hmot. uhlíku, od 24,0 do 26,0 % hmot. ohromu, od 0,3 do 1,0 % hmot. manganu a od 0,3 do 1,0 % hmot. křemíku. Podstatou vynálezu je, že litina dále obsahuje hliník v množství od 0,1 do 0,2 % hmot., titan od 0,1 do 0,2 % hmot., bor od 0,05 do 0,1 % hmot. a jako technologickou přísadu cér od 0,05 do 0,1 % hmot. Podle dalšího význaku litina s vysokou prokalitelnosti určená pro odlitky větších hmotností obsahuje dále nikl v množství od 0,4 do 0,6 % hmot. a molybden od 1,0 do 1,5 % hmot.

Výhodou litiny podle vynálezu je zhruba o 30 % vyšší odolnost proti abrazi, než vykazuje odpovídající typ litiny pro výše uvedené účely dosud používaný, a to při srovnatelné nebo vyšší odolnosti proti křehkému lomu.

Litina podle vynálezu je výsledkem teoretického studia primární krystalizace litin tohoto typu a vlivu termodynamické interakce mezi atomy legujících prvků na mechanismus této krystalizace i posuv výše zmíněného rozhraní. Legující prvky jednak příznivě ovlivňují nukleační proces litiny tím, že zvyšují disperzi jak matrice, tak i eutektických fází, a tím zmenšují její sklon ke křehkému lomu i zvyšují odolnost proti abrazi. Legující prvky vytvářejí dále tvrdé karbidy, které krystalizují v matrici a zvyšují tím její odolnost proti abrazi, přičemž v důsledku své vysoké disperze nezvyšují sklon litiny ke křehkému lomu.

Pro tyto účely je litina ve variantě pro odlitky menších hmotností legována hliníkem, titanem a borem, a ve druhé variantě, vyznačující se vysokou prokalitelnosti a určené pro výrobu hmotnějších odlitků, ještě navíc niklem a molybdenem. Do obou těchto litin je s výhodou použita technologická přísada 0,05 až 0,1 % hmot. céru, která příznivě ovlivňuje jejich nukleační mechanismus, a tím zlepšuje jejich mechanické vlastnosti i odolnost proti abrazi.

Litina s vysokou odolností proti abrazi je blíže osvětlena na následujících příkladech. Pro srovnání je uvedeno složení a vlastnosti dosud vyráběné litiny Cr 25 používané na výrobu odrazových lišt pro drtiče strusky Wageneder. V tabulce 1 je uvedeno složení srovnávací litiny Cr 25 (označ. A) a litiny podle 1. bodu předmětu vynálezu (označ. B) a 1. + 2. bodu předmětu vynálezu (označ. C).

Tabulka 1

Litina

Cr Mn Si

Ti Al B

Ni

Mo

A	2,91	24,97	0,76	0,84
B	2,90	25,02	0,68	0,77	0,19	0,14	0,11
C	2,95	24,95	0,70	0,72	0,20	0,09	0,09	0,62	1,30

V tabulce 2 jsou uvedeny vlastnosti všech tří litin, a to v litém stavu (označ. 1), žíhané na měkko při 800 °C/4 hod./pec (označ. 2), žíhané na měkko a kaleno 950 °C/1 hod./ Vzduch (označ. 3) a žíhané naměkko a kaleno 950 °C/1 hod./pec 1 °C/min. (označ. 4).

Vedle hodnot úbytku při zkoušce abraze je důležitým materiálovým činidlem i tvrdost materiálu, protože výrazně ovlivňuje ekonomiku obrábění součástí.

Hodnoty vlastností po velmi pomalém ochlazování z kalicí teploty simulují vliv větších tlouštěk odlitků na tyto vlastnosti.

Tabulka 2

Litina	Tepelné zpracování	Tvrdost HV 10	Max. průhyb (mm)	Obytek při zkoušce abraze (g)
A	1	525	0,55	0,35
		560	0,60	0,36
	2	390	-	-
		425	-	-
A	3	734	0,45	0,35
		792	0,51	0,37
	4	525	0,73	0,48
		570	0,82	0,50
	1	579	0,47	0,27
		620	0,52	0,29
	2	345	-	-
B		373		-
	3	613	0,52	0,24
		681	0,54	0,26
	4	317	0,63	0,40
		357	0,85	0,42
	1	572		0,17
		627	-	0,18
	2	464	-	. -
C		503	-	-
	3	627	0,36	0,16
		707	0,49	0,18
	4	357	0,55	0,36
		402	0,68	0,40

Litina podle vynálezu může být použita na výrobu součástí, jako jsou lišty nebo kladiva drtičů na mleti strusky nebo vápence, vyložení skluzů násypek na zvonových závěrech vysokých pecí, zásobníků na substráty, lopaty metacích kol, částí odtahovacích a granulačních čerpadel a podobně.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Litina s vysokou odolností proti abrazi, obsahující od 2,8 do 3,1 % hmot. uhlíku, od 24,0 do 26,0 % hmot. chrómu, od 0,3 do 1,0 % hmot. manganu a od 0,3 do 1,0 % hmot. křemíku vyznačená tím, že obsahuje hliník v množství od 0,1 do 0,2 % hmot., titan od 0,1 do 0,2 % hmot., bor od 0,05 do 0,1 % hmot. a jako technologickou přísadu cér od 0,05 do 0,1 % hmot.
2. 2. Litina podle bodu 1, vyznačená tím, že dále obsahuje nikl v množství od 0,4 do 0,6 % hmot. a molybden od 1,0 do 1,5 % hmot.