RU2149915C1 - Сплав - Google Patents

Сплав Download PDF

Info

Publication number
RU2149915C1
RU2149915C1 RU99103251A RU99103251A RU2149915C1 RU 2149915 C1 RU2149915 C1 RU 2149915C1 RU 99103251 A RU99103251 A RU 99103251A RU 99103251 A RU99103251 A RU 99103251A RU 2149915 C1 RU2149915 C1 RU 2149915C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
alloy
copper
manganese
carbon
iron
Prior art date
Application number
RU99103251A
Other languages
English (en)
Inventor
Г.И. Сильман
Л.Г. Серпик
Л.С. Печенкина
Original Assignee
Брянская государственная инженерно-технологическая академия
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 Брянская государственная инженерно-технологическая академия filed Critical Брянская государственная инженерно-технологическая академия
Priority to RU99103251A priority Critical patent/RU2149915C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2149915C1 publication Critical patent/RU2149915C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Использование: в машиностроении для изнашиваемых деталей, работающих в условиях динамического нагружения. Техническим результатом изобретения является повышение закаливаемости и прокаливаемости сплава при увеличении в его структуре общего объема демпфирующих фаз: остаточного аустенита и медистой фазы. Сущность изобретения: сплав содержит компоненты в следующем соотношении мас.%: углерод 1,42 - 2,33; кремний 0,48 - 1,24; марганец 1,84 - 4,05; хром 4,4 - 8,5; ванадий 2,93 - 7,42; медь 0,43 - 1,81; молибден 0,10 - 1,12; алюминий 0,03 - 0,26; РЗМ 0,02 - 0,18; железо остальное. При использовании сплава обеспечивается повышение стабильности свойств и устранение микротрещин в самозакаливающихся отливках при сохранении высокой твердости и износостойкости. 2 табл.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам для изготовления износостойких деталей.
Известен белый износостойкий чугун [1], содержащий, мас.%:
Углерод - 2,8 - 3,4
Кремний - 2,2 - 3,1
Марганец - 2,4 - 3,5
Хром - 5,2 - 8,1
Титан - 0,02 - 0,30
Кальций - 0,002 - 0,020
Железо - Остальное
Чугун является самозакаливающимся (закаливается при охлаждении в литейной форме). Твердость его в литом состоянии составляет HRC 58-61 при коэффициенте относительной износостойкости 2,80 - 3,46 (эталон - сталь 45 с твердостью НВ 200). Недостатком этого чугуна является низкая ударная вязкость (КС до 3 Дж/см2), что не позволяет его использовать для изготовления деталей, работающих в условиях динамического нагружения.
Наиболее близким к предлагаемому является сплав [2], содержащий, мас.%:
Углерод - 1,38 - 1,9
Кремний - 0,32 - 0,9
Марганец - 1,85 - 3,2
Хром - 3,8 - 5,5
Ванадий - 3,8 - 6,4
Алюминий - 0,02 - 0,06
Железо - Остальное
В литом состоянии этот сплав имеет высокую твердость, износостойкость и повышенную ударную вязкость (КС до 20 Дж/см2). К недостаткам сплава относятся нестабильность свойств (твердость HRC от 54 до 62, ударная вязкость КС от 3 до 20 Дж/см2) при существенной зависимости ударной вязкости от химического состава, а также наличие микротрещин в отливках из этого сплава.
Изобретение направлено на повышение стабильности свойств и устранение микротрещин в самозакаливающихся отливках при сохранении высокой твердости и износостойкости.
Это достигается тем, что сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий и алюминий, дополнительно содержит медь, молибден и РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 1,42 - 2,33
Кремний - 0,48 - 1,24
Марганец - 1,84 - 4,05
Хром - 4,4 - 8,5
Ванадий - 2,93 - 7,42
Медь - 0,43 - 1,81
Молибден - 0,10 - 1,12
Алюминий - 0,03 - 0,26
РЗМ - 0,02 - 0,18
Железо - Остальное
В качестве примесей в сплаве могут присутствовать сера (до 0,03%) и фосфор (до 0,06%).
Состав сплава выбран, исходя из следующих соображений.
Нижний предел содержания ванадия уменьшен до 2,93% (по сравнению с 3,8% в прототипе) для корреляции с нижним пределом содержания углерода, так как при слишком высоком содержании ванадия (3,8% и более) в этом случае резко ухудшается закаливаемость сплава.
Увеличен верхний предел содержания хрома до 8,5% для обеспечения самозакаливаемости сплава при верхнем пределе содержания углерода.
В состав сплава введена медь. Совместно с марганцем медь повышает устойчивость и увеличивает количество аустенита, что позволяет уменьшить опасность образования микротрещин в самозакаливающихся отливках. При повышенном содержании (1,0 - 1,81%) медь образует в структуре сплава собственную фазу, которая совместно с аустенитом играет роль демпфера при возникновении локальных динамических нагрузок (например, при мартенситном превращении), снижая возможность образования микротрещин. При содержании меди менее 0,43% не обнаружено проявление ни одного из этих эффектов. Повышение содержания меди более 1,81% приводит к удорожанию сплава без заметного повышения его свойств.
Молибден введен в состав сплава с целью гарантированного обеспечения его самозакаливаемости и повышения стабильности свойств. Содержание молибдена на нижнем пределе можно использовать при повышенном содержании в сплаве марганца и хрома. Увеличение содержания молибдена в сплаве более 1,12% не приводит к повышению свойств, но удорожает сплав.
Редкоземельные металлы (РЗМ) введены в состав сплава в качестве модифицирующей и микролегирующей добавки. Они измельчают структуру сплава, способствуют образованию карбидов типа МС (где М - атомы металла, С - углерод) и формированию композитной структуры на основе этих карбидов, что проявляется в заметной стабилизации свойств на достаточно высоком уровне. При остаточном содержании РЗМ менее 0,02% модифицирующий эффект не проявляется. Слишком большое количество РЗМ (более 0,18%) не приводит к повышению свойств, но значительно удорожает сплав.
Остальные компоненты содержатся в сплаве в пределах, аналогичных прототипу, и их влияние не отличается от изложенного в описании прототипа.
Сплав выплавляли в индукционной тигельной печи ИСТ-0.06 с кислой футеровкой на шихте, состоящей из отходов углеродистой стали, передельного чугуна, ферросплавов (ферросилиция, ферромарганца, феррохрома), отходов электротехнической меди и алюминия. Алюминий использовался частично в составе модификатора совместно с РЗМ. Модифицирование проводили в разливочном ковше при температуре жидкого сплава 1480-1520oC.
В сухих песчано-глинистых формах отливали заготовки в виде брусков сечением 15х15 мм. Из брусков вырезали образцы для испытаний на ударный изгиб, твердость и износостойкость. Для снижения внутренних напряжений образцы подвергали отпуску при 200oC, 1 час. Микрошлифы для металлографического анализа и определения наличия микротрещин изготавливали из разрушенных ударных образцов.
Испытания на износ проводили трением по абразивной ленте (из корундовой шкурки) при скорости движения последней 5 м/мин и удельной нагрузке 7 МПа. Износ определяли по потере массы образца в процессе трения. Относительную износостойкость оценивали коэффициентом
KИ = ИЭМ,
где ИЭ и ИМ - значения износа эталона (сталь 45 с твердостью НВ200) и испытуемого материала соответственно.
Химические составы сплавов и результаты их испытаний приведены в табл. 1 и 2 в сопоставлении с прототипом.
Видно, что по сравнению с прототипом сплавы предлагаемого состава (сплавы 1-5) отличаются более стабильными значениями твердости, ударной вязкости и износостойкости при отсутствии микротрещин в литых образцах. При выходе за рекомендуемые пределы содержаний компонентов в сплавах (сплавы 6 и 7) наблюдается или снижение свойств и их стабильности (сплав 7), или образование микротрещин (сплав 6).
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 1289904, кл. С 22 С 37/06, 1986.
2. Авторское свидетельство СССР N 1763507, кл. С 22 С 38/24, 37/10, 1992.

Claims (1)

  1. Сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, алюминий и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь, молибден и РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    Углерод - 1,42 - 2,33
    Кремний - 0,48 - 1,24
    Марганец - 1,84 - 4,05
    Хром - 4,4 - 8,5
    Ванадий - 2,93 - 7,42
    Медь - 0,43 - 1,81
    Молибден - 0,10 - 1,12
    Алюминий - 0,03 - 0,26
    РЗМ - 0,02 - 0,18
    Железо - Остальное
RU99103251A 1999-02-17 1999-02-17 Сплав RU2149915C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103251A RU2149915C1 (ru) 1999-02-17 1999-02-17 Сплав

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99103251A RU2149915C1 (ru) 1999-02-17 1999-02-17 Сплав

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2149915C1 true RU2149915C1 (ru) 2000-05-27

Family

ID=20216110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99103251A RU2149915C1 (ru) 1999-02-17 1999-02-17 Сплав

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2149915C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112899554A (zh) * 2021-01-21 2021-06-04 内蒙古工业大学 合金铸件及其制备方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112899554A (zh) * 2021-01-21 2021-06-04 内蒙古工业大学 合金铸件及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kopyciński et al. Analysis of the structure and abrasive wear resistance of white cast iron with precipitates of carbides
RU2149915C1 (ru) Сплав
RU2401316C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2147045C1 (ru) Половинчатый чугун
RU2212467C2 (ru) Антифрикционный чугун
RU2011693C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2109837C1 (ru) Сплав на основе системы железо-углерод для изготовления износостойких литых изделий и способ его получения
RU2096515C1 (ru) Антифрикционный чугун
RU2147044C1 (ru) Литой твердый сплав
RU2219275C1 (ru) Износостойкий чугун
RU2230817C1 (ru) Чугун
RU2101379C1 (ru) Антифрикционный чугун
SU1752819A1 (ru) Антифрикционный чугун
SU1763507A1 (ru) Сплав
RU2148673C1 (ru) Чугун
RU2205887C2 (ru) Антифрикционный немагнитный чугун
SU1296622A1 (ru) Высокопрочный чугун
SU1068527A1 (ru) Чугун
SU1677082A1 (ru) Лигатура дл стали
RU2287602C1 (ru) Антифрикционный чугун
RU2205886C2 (ru) Антифрикционный чугун
RU2037551C1 (ru) Чугун
SU1444388A1 (ru) Чугун
SU1740480A1 (ru) Высокопрочный чугун
SU1289904A1 (ru) Чугун