SU1068530A1 - Износостойкий чугун - Google Patents

Abstract

ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН, содержаший углерод, кремний, марганец , хром, титан, алюминий, медь, кальций, один элемент и более из группы, содержащей сурьму и теллуру бор и железо, о т л и ч а ю щ и йс   тем, что, с целью повышени  гавитационно-эрозионной стойкости и удароустойчивости, он дополни- . тельно содержит молибден, ванадий и редкоземельные металлы при слекомпонентов , дующем соотношении мас.%: 2,6-3,50 Углерод 1,2-1,80 Кремний 0,3-0,80 Марганец 0,2-0,50 Хром 0,1-0,40 Титан 0,1-0,20 Алюминий 0,1-1,1 Медь 0,02-0,08 Кальций Один и более элементов из группы содержащей сульму и С 0,01-0,07 теллур 0,001-0,02 Бор (Л 0,1-0,9 Молибден 0,1-0,25 Ванадий Редкоземельные 0,002-0,03 элементы Железо Остальное да 00 СП СО

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов износостойкого чугуна дл  изготовлени  мелющих тел, примен е мых в цементной промышленности. Известен чугун дл  цилиндров шаровых мельниц следующего химического сос тава, мае. %: 2,6-3,5; кремний 1,2-1,8; марганец 0,3-0,8; хром 0,2-0,5; титан 0,1-0,4; ванадий 0,1-0,25/ алюминий 0,1-0,2 сера до 0,15; фосфор до 0,15 и железо - остальное. Суммарное содержание углерода и кремни  в чугуне принимаетс  до 5%. Структура чугуна в отливках ди метром 25+1 мм перлитоцементитна . Твердость чугуна 400-550 НВ. Допустимое количество разрушений при испытании на удароустойчивость на центробежных метательных машина составл ет 6-12% при длительности испытани  20 мин 1 . Недостаток этого чугуна - низка кавитационно-эрозионна  стойкость, что увеличивает расход мелющих цилиндров (до 0,6 кг/т цементита при использовании их в шаровых мел ницах цементной промышленности ). Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому эффекту  вл етс  износостойки низколегированный чугун, содержащий , мас.%: углерод 2,51-3,80; кремний 1,,49; марганец 0,40-1 хром 0,35-1,95; медь 0,11-1,49; металлы из группы, содержащей кальций,, титан, алюминий, бор, сурьму и теллур в сумме 0,25-1,20 железо - остальное. Твердость чугуна - 400 НВ, стру тура в цильпебсах (мелющих цилиндрах диаметром 25-30 мм перлит на  2. Недостатком известного чугуна  вл етс  его низкау удароустойчивость (высока  склонность к скалыв нию), особенно при литье мелющих цилиндров в металлические формы. Отмечаетс  также недостаточна  кавитационно-эрозионна  стойкость чугуна при использовании цильпёбсо в мельницах дэт  тонкого измельчени  железных руд и в сырьевых ме ницах с резиновой бронефутеровкой дл  производства цемента. Цель . изобретени  - повышение кавитационно-эрозионной стойкости и удароустойчивостИ. Поставленна  цель достигаетс  тем, что износостойкий чугун, соде жащий углерод, кремний, марганец, хром,, титан, алюминий, медь, кальций , один элемент и более из групп содерлсащей сурьму и теллур, бор и железо, дополнительно содержит молибден , ванадий и редкоземельные еталлы, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод2,6-3,50 Кремний1,2-1,80 Марганец 0,3-0,80 Хром .0,2-0,50 Титан0,1-0,40 Алюминий 0,1-0,20 Медь . 0,1-1,1 Кальций 0,02-0,08 Один и более элементов из группы, содержащей сурьму, теллур0,01-0,07 Молибден 0,1-0,9 Ванадий 0,10-0,25 Бор0,001-0,02 Редкоземельные металлы 0,002-0,03 ЖелезоОстальное В качестве технологической примеси чугун может содержать фосфор в количестве до 0,10%. Введение в износостойкий чугун молибдена в количестве 0,1-0,9 мас.% обеспечивает упрочнение металлической основы и повышение кавитационноэрозионной стойкости и снижение склонности к скалыванию мелющих цилиндров. При увеличении концентрации молибдена более 0,9% снижаютс  пластические свойства, а при содержании менее 0,1% удароустойчивость и термическа  стойкость чугуна недостаточны . Ванадий в количестве 0,1-0,25 мае. оказывает благопри тное вли ние на макро- и микроструктуру отливок,  вл етс  эффективным модифицирующим компонентом/ уменьшающим литое зерно и повы111ающим термическую -стойкость. При его концентрации до О,1 мае.% изменение структуры и свойств отливок про вл ютс  слабо, а при увеличении концентрации более 0,25 мас.% снижаетс  предел прочности чугуна при изгибе. Редкоземельные металлы (РЗМ/ введены дл  измельчени  структуры чугуна в отливках и очистки металла от примесей, особенно очистки границ зерен. Нижний предел содержани  РЗМ (0,002 мас.%) прин т от количества , когда начинает сказыватьс  их модифицирующее вли ние на структуру и свойства. При увеличении концентрации .РЗМ выше 0,03 мас.% они начинают отрицательно сказыватьс  на термической и эксплуатационной стойкости отливок, а также повышаютс  угар и потери редкоземельных металлов. i Плавки износостойких чугунов проведены в открытых индукционных печах с использованием литейных

и передельных чугунов, стального лома, ферросплавов и бо  электродов , который использовалс  в качестве карбюризатора.- После расплавлени  основной шихты расплав перегревали до 1770-1820°К, вводили, ферромолибден и феррованадий, выдерживали металл в течение 3-20 мин и сливали в литейные ковши, где производили присадку РЗМ и других хими,чески-активных компонентов. Разливку металла в металлические формы дл  получени  мелющих цилиндров и образцов дл  механических испытаний производ т при 1бЗО-16бОК. В качестве РЗМ-содержащего модификатора .при выплавке чугуна использовали сплав СиИтМИШ, содержащий,%: иттрий 27,8; кремний 35; железо 17; алюминий 7,5; кальций 1,6; ванадий 1,2, другие РЗМ и примеси- остальное .г

В табл. 1 приведены составы исследованных чугунов, в табл. 2 результаты испытани  образцов и отливок, полученных в металлических формах. Структура :исследованных чугунов в отливках до 30 мм перлит тоцементитна .

Как. видно из табл. 2, кавитационно-эрозионные свойства и удароустойчивость у известного чугуна ниже, чем у предлагаемого. Предлагаемый чугун может быть рекомендован дл  изготовлени  мелющих цилиндров шаровых мельниц дл  тонкого измельчени  руд,-огнеупорных материалов и приготовлени  цемента.

Экономический эффект от внедрени  изобретени  равен 14,-2-27,5 тыс. руб. на 1 т.

Таблица

3,8 3,1 3,5 3,1 2,6

1,51,21 ,.51,8

1,8

1,6

0,80,30,50,8

1,10,50,30,2 0,4

0,30,10, 0,1

0,1 0,2 0,1 0,14 0,2 0,2 0,9 0,1 0,7 1,1 0,02 0,05 0,02 0,05 0,08 0,1 0,2 0,25 0,1 0,5 0,9 - 0,002 0,0|2 0,03 0,05 0,1 0,01 0,05 0,07 0,05 0,1 - 0 ,01 0,03 0,.001 0,01 0,02 0,05 0,06 0,1 О с т а л Предел прочности при изгибе, 657 735 862 950 985 МП а Количество цилиндров разрушившихс  при испы9 ,2 4,3 2,1 0,5 тании, % Кавитационноэрозионна  стойкость, мг/м 2 276 234 192 154 128 Твердость, 400 450 480 510 530 нв Термическа  стойкость 650 880 1300 1420 1560 циклов

Таблица2 858- 935 960 880 972 994 1,9 0,3 0,1 1,7 0,2 0,1 198 165 136 187 152 116 470 510 530 490 530 550 280 1370 1520 1320 1455 1570

Claims (2)

1. ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, алюминий, медь, кальций, один элемент и более из группы, содержащей сурьму и теллуру бор и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения савитационно-эрозионной стойкости и удароустойчивости, он дополни- . тельно содержит молибден, ванадий и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод 2,6-3,50 Кремний 1,2-1,80 Марганец 0,3-0,80 Хром 0,2-0,50 Титан 0,1-0,40 Алюминий 0,1-0,20 Медь 0,1-1,1 Кальций • 0,02-0,08 Один и более элементов из группы,, содержащей сульму и теллур 0,01-0,07 Бор 0,001-0,02 Молибден 0,1-0,9 Ванадий 0,1-0,25 Редкозе- мельные элементы 0,002-0,03 Железо Остальное
2. 2 5