SU1323603A1 - Чугун дл прокатных валков - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области металлургии и может быть использовано при производстве прокатных валков. Цель изобретени  - уменьшение спада твердости по глубине рабочего сло , , повьгшекие износостойкости и снижение анизотропности предела прочности при изгибе. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,6-3,2; Si 0,5-1,1; Мп 0,5-0,7; Gr 0,4-0,8; Ni 0,6-1,0; Си 0,5-0,9; V 0,15-0,35; В 0,02-0,06; Ti 0,05- 0,15; Fe 0,0002-0,0006; N 0,01-0,045; Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ng и уменьшение в нем содержани  Те с 0,001-0,02 до 0,0002- 0,0006% обеспечили снижение спада твердости по глубине рабочего сло  валка в 1.7-258 раза, повышение износостойкости в 3,7-3,9 раза и снижение на 42,7% анизотропности прочности при изгибе. 2 табл. S 1ч:) ос

Description

1 13 Изобретение относитс  к мс7 аллур- гии, в частности к разработке чуг уна дл  прокатных валков,

Цель изобретени  - i tt3 {bmeHne спада твердости по сечению отливки, повышение износостойкости и снижение анизотропности предела прочности при Изгибе.

Изобретение иллюстрируетс5т следующим примером конкретного выполнени .

Выбранные пределы содержани  химических элементов В разрабо7 анном чугуне обоснованы. следующг-{ми аргументами .

При содержании углерода менее 2,6 уменьшаетс  количество карбидной составл ющей в структуре чугуна и падает твердость( износостойкость) , ухудшаютс  литейные свойства,. При содержании его более 3,2% за счет увеличени  количества цементита и огрублени  графитных включений снижаетс  прочность в рабочем слое, увеличиваетс  спад твердости по его глубинеJ а также транскристалличность его структуры.

При содержании кремни  0,5% в . сердцевине и шейках- валков возрастает количество цемента, что приводит к снижению прочностиS а при содержании более IjlZ в рабочем слое ск1тааетс  количество карбидной фазы и увелич: -- ваетс  аномальность перлита, что npvi- водит к снижению его твердости (износостойкости ) и увеличению ее спада, Марганец повышает дисперскость и уменьшает аномальность перлита, что про вл етс  при концентрации его только более 0,5%. Однако при содержании марганца более 0,7% его вли ние про вл етс  менее значительно, а карбидизирующее действие увеличивавт-- с , что сопровождаетс  увеличением цементных кристаллов и транскристал-- jra4HocTH структуры в рабочем слое валков, а также снижением ударной в зкости шеек,

При содержании хрома менее не обеспечиваетс  необходикьи уровень твердости рабочего сло  и прочности шеек. Вследствие сильного кар- бидообразующего действи  хрома npii содержании его более 0,8% в гтртетуре рабочего сло  возрастают количество цементита и размеры его кристаллов, НТО -приводит к снижению модугш упру- гбсти.

5

6032

При содержании никел  не менее 0.6% Г1он1)шастс  степень дисперсности продуктов превращени  аустеушта, что способстнует повышенрпо твердости и

ггрочиости чугуна. Однако никель  вл етс  очень дефицитным и дорогоето - . 4 легирующим элементом, а поэтому его верхний предел (1,0%) огфедел - етс  содержанием в шихте, основу ко0 торой в вальцелитейном производстве составл ют вышедшие из эксплуатации прокатные валки.

Аналогично никелю медь повышает степень дисперсности продуктов превращени  аустенита, а поэтому может частично заменить никель в этом отношении . Однако медь имеет ограниченную растворимость в чугуне, что ограничивает возможность использовани  ее

в качестве заменител  никел  и предопредел ет нижний предел ее концентрации (0,6%). В интервале концентраций 0,5-0,9 медь частично выдел етс  в структуре чугуна в виде самосто -. тельной мелкодисперсной фазы, что улучшает обрабатываемость чугуна. При содержании меди более 0,9% в значительной степени про вл етс  графкти- зи-ру}ощее вли ние меди и твердость чугуна снижаетс .

При концентрации вана,ди  более 6515% размельчаютс  колонии аустени- то-карбидной гзвтектнки и повышаетс  степень дисперс1юсти перлита. Однако

он  вл етс  сильным карбидообразую- ; щим элементом, а поэтому при содер жании его более 0,35% в шейках валков по вл етс  большое количество эвтектического цементита, что приводит к снижению прочности и ударной в зкости.

5

0

0

Лзот образует в жидком чугуне ни- триды бора и титана, которые играют роль инокул торов в процессе кркстал лизации. Это обеспечивает размельчение аустенито-карбидных и аустенито- графитных эвтектик (при увеличении количества последних) , а .также спо- собсчвует разветлению дендритов аус- теми га, что в конечном итоге снижает транскристалличность и аниз отропйю свойств, понижает модуль упругости. При содержании азота менее 0,0)0% такое его вли ние незначительно, а при содержании более 0,045% в чугуне находитс  много азота в свободном состо гши, возникает брак по азотис

ле

100,

313236034

той пористости, увеличиваетс  отбел чугуна.

Бор в чугуне предлагаемого состава используетс  преимущественно дл  образовани  нитридов бора, играющих 5 роль инокул торов. При содержании менее 0,02% бора образующихс  нитридов недостаточно дл  существенного изменени  структуры, а при содержании более 0,06% часть бора расходует-fO с  на образование хрупкой карбоборид- ной фазы.

Титан в чугуне предлагаемого состава используетс  преимущественно дл  образовани  нитридов, карбидов и 5 карбонитридов, играющих роль инокул торов , а также дл  раскислени  и частичной десульфурации чугуна. При содержании титана менее 0,05% он расходуетс  преимущественно на раскисла-20 темплетов от валков в радиальном и ние, а г озтому мало вли ет на струк- тангенциальном направлении относитель- туру. Увеличение содержани  титана но литой поверхности, бочки валка. сверл 0,15% сопровождаетс  по влением цементита в шейках валков.

Теллур в чугуне предлагаемого со- 5 ный ввод в состав чугуна азота и става используетс  дл  увеличени  уменьшение в его составе содержани  степени переохлаждени  расплава при е обеспечили по сравнению с известХимический состав полученных чугу- нов приведен в табл. 1.

При механической обработке валков отбирали темплеты, из которых вырезали образцы дл  проведени  испытаний свойств и металлографических исследований .

Результаты исследовани  приведены в табл.2.

Спад твердости определ ли по форму- Н

- - и;

С - спад твердости, %;

Н г, - твердость на рассто нии 10 мм

от поверхности бочки; Н а - твердость на рассто нии 75 мм

от поверхности бочки. Анизотропию механических свойств определ ли на образцах, вырезанных из

Как видно из табл.2, дополнителькристаллизации и усилени  инокулирую- ,щего действи  нитридов. При содержании теллура менее 0,0002% такое его вли ние незначительно, а при содержании более 0,0006% в шейках валков образуетс  цементит.

Дл  определени  спада твердости, прочности на изгиб, изотропности проч ности, модул  упругости предлагаемого

чугуна дл  прокатных валков бьши приготовлены п ть сплавов с граничными

и оптимальными соотношени ми всех ингредиентов, а также с выход щими за граничные, граничными и оптимальными соотношени ми новых ингредиентов при фиксированных значени х остальных . Дл  обеспечени  сопоставительного анализа с прототипом был также выплавлен известный чугун с оптимальным соотношением ингредиентов. Каждый сплав выплавл ли в индукционной печи ИЧТ-6 на шихте из возврата валков стали и ферросплавбв. Азот в чугун вводили в составе азотированных феррохрома и ферромарганца , титан - в виде ферротитана, а бор - в виде ферробора. Теллур вво- ДИ.ЛИ в ковш с металлом в пакетах из .жести непосредственно перед заливкой валковых форм. Чугун перегревали в печи до 145015°С и заливали в валковые формы при 320± 3°С.

ле

100,

темплетов от валков в радиальном и тангенциальном направлении относитель- но литой поверхности, бочки валка.

Химический состав полученных чугу- нов приведен в табл. 1.

При механической обработке валков отбирали темплеты, из которых вырезали образцы дл  проведени  испытаний свойств и металлографических исследований .

Результаты исследовани  приведены в табл.2.

Спад твердости определ ли по форму- Н

- - и;

С - спад твердости, %;

Н г, - твердость на рассто нии 10 мм

от поверхности бочки; Н а - твердость на рассто нии 75 мм

от поверхности бочки. Анизотропию механических свойств определ ли на образцах, вырезанных из

плетов от валков в радиальном и генциальном направлении относитель литой поверхности, бочки валка.

Как видно из табл.2, дополнительньш чугуном снижение спада твердости по глубине рабочего сло  валка в 1,7-2,8 раза, повышение износостойкости в 3,7-3,9 раза, а также снижение на 42j7% анизотропности прочности при изгибе.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Чугун дл  прокатных валков, содержащий углерод, кремний, марганец, кром, никель, медь, ванадий, бор, титан , теллур и железо, отличающийс  тем, что, с целью уменьше- ,ни  спада твердости по сечению отлив- |ки, повышени  износостойкости и снит жени  анизот ропности предела прочности при изгибе, он дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%г

   2,6-3.2

   0,5-1,1

   0,5-0,7

   0,4-0,8

   0,6-1,0

   0,5-0,9

   0,15-0,35

   0,02-0,06

   0,05-0,15

   0,0002-0,0006

   0,010-0,045

   Остальное .

   tо

   О)

   ш

   m

   Составитель Н.Косторной Редактор М.Недолуженко Техред А.Кравчук

   Заказ 2934/31Тираж 604Подписное

   ВНИМТИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, До 4/5

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г.Ужгород, ул.Проектна , 4.

   Таблица 2

   Корректор М.Демчик