SE420105B - Slitageresistent gjutjern - Google Patents

Description

15 gzo _25 30 35 40 QÜOO624-0 2 Gjutjärnslegeringen skall ha följande sammansättning i vikts- procent: C 3,1 - 3,7 Si 0,4 - 3,0 Mn min 0,4 Cr 1 - 7 Ni 0 - 5 Al min 0,3 Ti 2,5 - 4,5 Det mest särpräglade för denna legering är det snäva området för titanhalten, 2,5 - 4,5 %. Titanhalter under 2,5 % ger försäm- _rade slitageegenskaper under det att titanhalter över 4,5 % snabbt ger en försprödning, delvis beroende på för stor agglomerering och nätverksbildning, som troligen är en följd av erforderliga högre gjutningstemperaturer. Detta snäva titanhaltsområde är ock- så starkt beroende på och en följd av att kolhaltsområdet hålles inom ytterst snäva gränser, 3,1 - 3,7 %, vilket också visat sig nödvändigt för att kunna bibehålla kontrollen av karbidbild- ningen. " " I _ En serie nötningstester på detaljer vars sammansättning i huvudsak hållits konstant inom ovan angivna analysgränser med *undantag av titanhalten har givit som resultat att slitage- res- pektive sprödbrottsegenskaperna ger ett användbarhetsmaximum vid ca 4 % titan. Företrödesvis bör titanhalten vara 3,7 - 4,2 %.

Figur l visar slitageminskningens beroende av titanhalten vid gjorda nötningstester, varvid slitageminskningen mätta som en viktmingskning per ytenhet. Testresultatens spridning är sanno- likt beroende på variationerna i sammansättningen samt varierande stelningsbetingelser. Sprödbrott inträder över 4,5 % titan, vil- ket här inäikêräfiß i fig. l medelst en streckad linje. Speciellt för gjutdetaljer i kilostorlek och däröver ger titanhalter över 4,5 %Ven oacceptabelt låg duktilitet. »0ptimalt goda slitageegenskaper erhålles om kiselhalten i en föredragen legeringssammansättning hàlles inom området 0,4 - 2,7 %.

Företrädesvis bör sambandet kol-kisel i viktsprocent följa for- meln: 2 c= -0,21 si 4 ( 3,13 3 0,1).

Orsakerna härtill är att grafitutskiljningen inom detta kol-kisel- område visat sig ha ett minimum, vilket för slitageegenskaperna ihar den allra största betydelse. Utskiljningen av fri grafit kan 10 15 20 25 30 35 40 8000624-Û observeras och till sin omfattning mätas i mikroskop. Genom att räkna antalet grafitkorn eller fjäll per ytenhet samt väga in en bedömning av deras storlek erhålles en uppfattning om grafitut~ skiljningens omfattning. Resultatet av en sådan uppskattning kom- binerad med nötningstester har givit de analysgränser för kisel som ovan angivits. I figur 2 åskådliggöres dessa gränser samt sambandet kol-kisel enligt en föredragen sammansättning hos lege- ringen. Linjen AB anger övre kolhaltsgränsen och linjen DC anger undre kolhaltsgränsen. Området AEFGH visar det föredragna samban- det kol-kisel enligt den ovan angivna formeln.

Förbättrade slitageegenskaper kan också erhållas om nickel tillföres legeringen. Nickelhalten får dock icke överstiga 5 %, enär nickelhalter däröver leder till en successiv och markant för- sämring av slitageresistensen, detta bla a beroende på att nickel liksom kisel befordrar grafitutskiljningen, ehuru i avsevärt mind- re omfattning. För kiselhalter mellan 2,0 - 3,0 % bör därför nickelhalten ytterligare begränsas. I en föredragenlegeringssam- mansättning skall nickelhalten i kiselhaltsområdet 2,0 - 3,0 % be- gränsas enligt formeln Ni å s,o si + 15,0.

De här ovan angivna gränserna för nickelhalten âskådliggöres i figur 3 med nickel som en funktion av kisel.

Av övriga legeringsämnen utgör krom en karbidbildare jämte titanet. Kromkarbiden är icke lika hård som titankarbiden men kompletterar denna till de goda slitageegenskaperna. Det har vi- sat sig att kromhalter mellan l - 7 % verksamt bidrager till go- da slitageegenskaper. Företrädesvis synes kromhalter mellan 2 - 4 % ge gynnsammaste resultat.

Aluninium är för denna legering nödvändigt såsom tätningsme- del. Härför erfordras en halt av minst 0,3 %, företrädesvis minst 0,8 %. Av kända anledningar bör dessutom manganhalten vara minst 0,4 % och halterna fosfor och svavel bör understiga 0,3 % vardera.

Det är känt att molybden tillförsäkrar en god vätning till titankarbid i järn- eller stålsmälta. Det har dock visat sig att en molybdentillsats till föreliggande gjutjärnslegering icke med- fört någon ökad slitageresistens.

Slutligen bör framhållas att genom föreliggande gjutjärns- legering erhålles synnerligen goda slitageegenskaper med förhål- landevis låga halter av legeringsämnen. Detta är i tider då lege- ringsämnenas priser ständigt ökar av stor ekonomisk betydelse.

Claims (7)

saeos24-0* Patentkrav:

1. Slitageresistent gjutjärn, k ä n n e t e c k n a t av att det innehåller 3,1 - 3,7 % kol, 0,4 - 3,0 % kisel, minimum 0,4 % mangan, l - 7 % krom, 0 ~ 5 % nickel, minimum 0,3 % aluv minium,samt 2,5 - 4,5 % titan.

2. Gjutjärn enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att titanhalten är 3,7 - 4,2 %.

3. Gjutjärn enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att kiselhalten är 0,4 - 2,7 %.

4. Gjutjärn enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att kiseiham-.n hållas enligt formeln c = -o,27 si + (3,7: i 0,1), vari C och Si är uttryckta i viktsprocent.

5. Gjutjärn enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c'k n a t av att nickelhalten för kiselhalter mellan 2,0 och 3,0 % innehålles enligt formeln Ni É -5,0 Si + 15,0, vari Ni och Si är uttryckta i viktsprocent.

6. Gjutjärn enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att kromhalten är 2n- 4 %.

7. Gjutjärn enligt något av föregående krav, k ä n n e - t e c k n a t av att aluminiumhalten är minimum 0,8 %.