SU1076483A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, никель, кальций и железо, о т л-и чающийс  тем, что, с целью повышени  прочности и ударной в зкости при сохранении твердости, он дополнительно содержит молибден и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 1,5-2,0 Кремний 1,0-2,0 Марганец 1,0-1,5 Хром 22,0-28,0 Ванадий 2,0-4,0 Никель 4,0-6,0 Кальций 0,01-0,2 i Молибден 0,3-0,5 Ниобий 1(Л 0,1-0,2 Железо Остальное

Description

о

4

00

м

Изобретение относитс  к мёталлургии , в частности к разработке составов чугуна дл  отливок, подвергающихс  интенсивному абразивному и газообразивному износу.

Известен чугун 1, содержащий, мас.%:

Углерод1,0-2,5 .

МарганецО,5-2,-О

Хром10,0-25,0

Молибден0,5-1,0

АЛЮМИНИЙ0,1-0,2

Бор0,05-0,3

Ванадий0,5-2,5

Олово0,1-0,3

ЖелезоОстальное

Недостатки указанного чугуна неудовлетворительные твердость и ударна  в зкость.

Наиболее близким по достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  чугун С23, содержащий, мас.%: Углерод3,2-. 3,8

Кремний1,5-2,6

Марганец0,3-0,7

Хром0,1-0,3

Ванадий0,05-0,2

Никель0,1-0,5

Кальций0,01-0,1

Алюминий0,1-0,5

Медь0,1-0,5

Азот0,006-0,025

ЖелезоОстальное

Известный чугун обладает недостаточной прочностью и низкой ударной в зкостью.

Цель изобретени  - повышение прочности и ударной в зкости при сохранении твердости.

Указанна  цель достигаетс  тем, что чугун, содержаний -углерод, кремНИИ , марганец, хром, ванадий, никель кальций и железо дополнительно содержит молибден и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод1,5-2,0

Кремний1,0-2,0

Марганец1,0-1,5

Хром22,0-28,0 Ванадий2 ,0-4,0

Никель .4,0-6,0

Кальций0,01-0,2

Молибден0,3-0,5

Ниобий0,1-0,2

ЖелезоОстальное

Ввод кремни  в предлагаемый сплав необходимо дл  некоторой нейтрализации вли ни  крона на его механические свойства. При содержании кремни менее 1 мас.% возрастает твердость и значительно снижаетс .ударна  в зкость . При содержании кремни  более 2 мас.% снижаютс  механические свойства , в частности твердость. Поэтому содержание кремни  1-2 мас;%  вл етс  оптимальным дл  предлагаемого сплава.

Никель в сочетании с молибденом и ванадием при высоком содержании хрома способствует значительному увеличению ударной в зкости без существенного понижени  твердости. Это св зано с тем , что в присутствии никел  меньше про вл ютс  карбидообразующие свойства хрома и ванади . При содержании никел  менее 4 мас.% повышаетс  твердость сплава, а ударна  в зкость значительно снижаетс  (при содержании никел  2-3 мас.% ударна  в зкость понижаетс  в 2-3 раза }. Повышение содержани  никел  CBHDje 6 мас.% значительно снижает твердость и износостойкость сплава.

Ниобий в сочетании с хромом, никелем , молибденом и ванадием способствует некоторому повышению твердости сплава, не оказыва  существенного вли ни  на ударную в зкость. Кроме того, ниобий тормозит процессы диффузии в сплаве и тем самым повышает механические свойства сплава при повышенных температурах, что особенно важно дл  деталей загрузочных устройств . Наиболее эффективно указанные свойства про вл ютс  при содержании ниоби  в сплаве 0,1-0,2 мас.%. Увеличение содержани  редкого и дорогосто щего ниоби  более 0,2 мас.% не вызывает заметного изменени  свойств сплава и поэтому нецелесообразно . Содержание ниоби  менее О,1 мае.% снижает эффективность его воздействи  на свойства сплава.

Кальций,  вл  сь сильным раскислителем и дегазатором по отношению к азоту, значительно снижает количе (ство азота и кислорода в сплаве, способству  этим повышению механических свойств, в том числе и ударной в зкости. При содержании кальци  в сплаве менее 0,01 мас.% не происходит полного удалени  газов и не повышаютс  механические свойства сплава (ударна  в зкость Ь При содержании кальци  более О,2 мае.% не происходит дальнейшего заметного снижени  количества газа в металле и повышени  механических свойств, поэтому повышение содержани  кальци  более iO,2 мас.% нецелесообразно.

Выплавку сплавов ведут в основной индукционной печи. Дл  ввода кремни в сплав используют -ферросилиций ФС 45, ФС 65 .(гост 1415-78/. Количество вводимого ферросилици  зависит от содержани  кремни  в других компонентах шихты. Ферросилиций подают в печь по расплавлении основной массы шихты, вз тие пробы определ ет содержание углерода и кремни  при 1400-1420 С.

Дл  ввода в сплав ниоби  используют феррониобий 60% (гост 16773-711 в количестве 0,17; О,29j 0,33 кг на 100 кг сплава соответственно дл 

сплавов 1, 2 и 3. Дл  ввода в сплав никел  используют никель металлической Н-3 (гост 849-70) в количествах 4, 5,1 и б кг на loo кг сплава соответственно на 1, 2, и 3 плавок Фёррониобий и никель подают в печь вместе с основной массой шихты.

Дл  ввода в сплав кальци  используют силикокальций СК 20 (ГОСТ 4762-71J. Силикокальций задают в печь непосредственно перед выпуском металла при ISSO-lSeo CI

Технологи  выплавки предлагаемого сплава не имеет существенных различий по сравнению с известными сплавами такого типа.

Заливку сплавов в сухие песчаноглинистые формы производ т при 15001520 С .

В табл. 1 приведен химический состав известного и предлагаемого чугунов.

В табл. 2 приведены механические свойства известного и предлагаемого чугунов.

Комплексное вли ние всех легирующих компонентов в указанном соотно.шении на свойства предлагаемого сплава заключаетс  в том, что прочность и ударна  в зкость предлагаемого чуГуна значительно выше, чем у известного табл. 2 .

Такое сочетание свойств благопри тно сказываетс  на зксплуатационных

свойствах таких деталей загрузочных устройств доменных печей, как клапаны , конусы, футеровки и т.д. Кроме того, наличие никел , ниоби , молибДена и хрома в спладе увеличивает

жаропрочность указанных .деталей, работающих при 300-500С.

Применение предлагаемого сплава дл  изготовлени , например малых конусов позволит за счет увеличени  ударной в зкости и твердости значительно увеличить срок их службы и получить экономический эффект -21 тыс. руб. . ..

Т а б л и ц а 1

Таблица

1Д 1,32 1,36 0,2

42 44 47 45-54

Claims (1)

1. ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, никель, кальций и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и ударной вязкости при сохранении твердости, он дополнительно содержит молибден и ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Углерод 1,5-2,0 Кремний 1,0-2,0 Марганец 1,0-1,5 Хром 22,0-28,0 Ванадий 2,0-4,0 Никель 4,0-6,0 Кальций 0,01-0,2 CS Молибден 0,3-0,5 (g Ниобий Железо 0,1-0,2 Остальное ω с