Изобретение относитс к металлур гии, в частности к изысканию чугу нов, примен емых дл отливки мелющи тел, обладающих повьлпенной прочностью и ударостойкостью. Известен чугун Ш следующего хк ческого состава, мас.%: Углерод 2,8-3,3 Кремний 0,5-1,2 Марганец 0,5-0,8 Церий 0,04-0,08 Иттрий 0,02-0,07 Железо - Остальное Недостатком известного чугуна в л етс низка прочность, обусловлен на наличием в структуре большого к личества хрупкой составл ющей - цементита , что вызвано низким параметром графитизации (Kf), т.е. малы содержанием графитизирующего элемен та кремни . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс чугун 2J следующего химического состава,мас Углерод 3,0-3,6 Кремний 2,0-2,6 Марганец 0,3-0,7 Фосфор О,1-0,3 Церий0,03-0,06 Бор0,016-0,06 СераДо 0,05 ЖелезоОстальное . Известный чугун характеризуетс высоким модулем упругости, недоста точной прочностью и ударостойкость из-за наличи в структуре большог количества ледебурита. Целью изобретени вл етс -повы шение предела прочности при изгибе ударостойкости чугуна и снижение м дул упругости. Поставленна цель достигаетс тем, что чугун, содержащий углерод кремний, марганец,фосфор,церий и ж лезо, дополнительно содержит ланта при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 3,2-3,8 Кремний 2,0-3,0 Марганец 0,5-0,8 Фосфор 0,3-0,8 Церий 0,16-0,2 Лантан 0,08-0,1 Железо Остальное При установлении необходимых со ношений компонентов учитывали след щее . Углерод вл етс основным элементом , определ ющим количество карбидной фазы, а также структуру металлической матрицы. Увеличение содержани его свьшзе 3,8%,приводит к выделению графитных включений, снижающих твердость , хгугуна. При содержани х углерода ниже 3,2% уменьшаетс содержание в структуре карбидной фазы, снижающей твердость чугуна. Кремний в указанных пределах вл етс легирующим элементом в белых чугунах , првышающим микротвердость феррита . Кроме того, он обеспечивает получение необходимой степени графити- . зации чугуна (К,.). Увеличение содержани кремни свьшхе 3,0 % приводит к снижению физико-механических и специальных свойств. При снижении содержани кремни ниже 2,0% параметр графитизации Kf низок, а поэтому наблюдаетс рыхлость металла. Марганец в пределах 0,3-0,8% способствует обессериванию и раскислению чугуна, позвол ет регулиров-ать структуру металлической матрицы. При увеличении содержани его вьше 0,8% увеличиваетс зерно, по вл етс транскристалличность в макроструктуре чугуна . При уменьшении содержани марганца менее 0,5% снижаютс физикомеханические и специальные свойства . Фосфор в указанных пределах способствует повьш1ению твердости и жидкотекучести белого чугуна. При содержани х фосфора ниже 0,3% указанное . вли ние про вл етс незначительно. При содержани х выше 0,8% в структуре резко увеличиваетс количество хрупкой фосфидной эвтектики, котора снижает износостойкость чугуна. Пример , В высокочастотной печи ЛПЗ-67 М выплавл ют чугуны предлагаемого состава и прототипа и заливают в кокильные формы дл вырезки образцов дл испытани физико-механических свойств, а также шары диаметром 60 мм. Модифицирование осуществл ют : металла прототипа - ферроцериеМ , а предлагаемого чугуна церийлантановой лигатурой. Отливки получают следующих размеров: диаметр 50 мм;, высота 200 мм; шар диаметром 60 мм. Из циливдрических отливок вырезают образцы дл химического анализа, металлографических исследований, измерени пределов прочности при изгибе и раст жении.
определени модул упругости. Отлитые шары испытывают на ударостойкость . Испытани механических свойств провод т по стандартным методикам. Испытание ударостойкости производ т по числу ударов до разрушени ли того шара при падении с высоты 6м. Модуль упругости определ ют ультразвуковым методом на установке УЗИС-ЛЭТИ.
Химический состав и результаты испытаиий приведены в таблице.
Из при1веденных данных видно, что модифицирование церием и лантаном в совокупности с повышенным содержанием , фосфора приводит к повьш1ению предела прочности при изгибе на 16-35 , ударостойкости на 21-65% и снижению модул упругости на 6-18%.
Годовой экономичес&ий эффект от стальных катаных шаров диаметром 60 мм литыми из чугуна предлагаемого состава составит 6547531 руб.ч