SU1366548A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может бь1ть использовано при изготовлении деталей щековых и конусных дробилок. Цель изобретени  - повьшение абразивной стойкости в услови х воздействи  высоких удельных давлений. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 2,5-3,5i Si 1,5-3,0; Mn 1,6-2,6; Cr 6,2-10,0; Ni 4,1-5,0; Mo 0,1-1,0; Cu 0,2-0,5; Co 0,5-1,5 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Со, увеличение в нем содержани  Мп с 0,4-1,0 до 1,6-2,6% и Ni с 2,5-4,0 до 4,1-5,0%, а также уменьшение в нем содержани  Си с 1,3-4,0 до 0,2-0,5% обеспечит повьшение абразивной износостойкости в 1,8 раза.. 1 табл. ( (Л

Description

оо

О5 О5

сл

4 00

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке состава чугуна дл  деталей щековых и конусных дробилок.

Цель изобретени  - повышение абразивной износостойкости в услови х воздействи  высоких удельных давлений .

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим,

Содержание углерода в чугуне предлагаемого состава находитс  в пределах 2,5 - 3,5%, В таком количестве углерод,  вл  сь элементом, вход щим в состав карбидов, способствует получению требуемой износостойкости сплава. Уменьшение содержани  угле- |рода (ниже 2,5%) ведет к уменьшению количества карбидной фазы и снижению износостойкости (в услови х воздействи  высоких удельных давлений), а увеличение (более 3,5%) приводит к гранитизации чугуна, .снижению его износостойкости в услови х высоких удельных давлений.

Кремний в чугуне находитс  в пределах 1,5 - 3,0%о Кремний поюппает температуру эвтектической кристаллизации , уменьшает вли ние скорости охлаждени , раствор  сь в аустени- те, способствует его упрочнению, по- вьш1ению микротвердости, а следовательно , и износостойкости всего сплава. При содержании кремни  менее 1,5% его вли ние на упрочнение аустенита недостаточно, а повьше1ше содержани  кремни  более 3,0% приводит к графитизации чугуна, что отрицательно сказываетс  на его из- но со с тойкос ти,

Марганец в чугуне находитс  в пределах 1,6 - 2,6%, В таком количестве он вводитс  дп  стабилизации аустенита и подавлени  перлитного расплава . При содержании марганца менее 1,6% подавление перлитного расппава не происходит и износостойкость сплава в услови х высоких удельных давлений низка , Повьшение содержани  марганца более 2,0% приводит к некоторому снижению микротвердости аустенита , что отрицательно сказываетс  на износостойкость чугуна в услови х воздействи  высоких удельных давлений .

Никель в чугуне предлагаемого состава находитс  в пределах 4,1 0

5,0%, Вводитс  никель в чугун дл  повьшени  его пластических свойств и увеличени  ударной в зкости, что делает возможным применение данного чугуна в услови х воздействи  высоких удельных давлений.

При содержании никел  менее 4,1% требуемого приращени  ударной в зкости не наблюдаетс  о При повышении содержани  никел  более 5,0% происходив графитизаци  чугуна, что отрицательно сказываетс  на его износостойкость в услови х высоких удельных

5 давлений.

Содержание хрома в чугуне находитс  в пределах 6,2 - 10,0%, В таком количестве хром образует специальные карбиды типа и подавл 0 ет графитизацию, которой способствуют кремний, никель и медь. Основной функцией хрома  вл етс  получение требуемой износостойкости сплава за счет насьш;ени  аустенитной матрицы

5 специальными карбидами При содержании хрома менее 6,2% в структуре сплава присутствуе т перлит и графит Така  структура не обеспечивает высокую износостойкость в услови х воздействи  высоких удельных давлений. Повышение содержани  хрома более 10,0% неэффективно (при условии применени  сплава дл  изготовлени  деталей, работающих в услови х высоких удельных давлений ), поскольку значительно увеличиваетс  количество карбидной фазы. Карбиды сильно укрупн ютс , что приводит к их хрупкому выкрашиванию в процессе абразивного износа в услови х ких удельных давлеш1й, и дальнейшего прироста износостойкости не наблюдаетс .

Содержание молибдена в чугуне находитс  в пределах 0,1 - 1,0%, Молибден вводитс  в чугун дл  повьш е- ни  его прочности и износостойкости. Раствор  сь в карбидах, молибден увеличивает их твердость Присутству  в небольшом количестве в твердом растворе, молибден также способствует повышению его твердости. Следовательно , упрочнив карбидную фазу и матрицу сплава, молибден положи-- тельно вли ет на повышение износостойкости чугуна в услови х воздействи  высоких удельных давлений. При содержании молибдена в количестве менее 0,1% заметного увеличени  из0

5

0

5

0

5

носостойкости не наблюдаетс . Повышение содержани  молибдена более 1,0% не приводит к значительному росту износостойкости в услови х воздействи  высоких удельных давлений в виду сильного укрупнени  карбидов и хрупкого их растрескивани .

Содержание меди в чугуне находитс  в пределах 0,2 ,5%, Медь вво- дитс  в состав предлагаемого с целью выравнивани  прочностных свойств чугуна по сечению отливки Медь, раствор  сь в аустените чугуна расшир ет у-область по сечению от- ливкн. При этом, происходит торможение диффузионного распада аустенита в глубинных участках стенок отливки что способствует получению равномерной структуры и свойств по сечению отливки. Это позволит повысить эксплуатационные характеристики издели  Содержание меди в количестве менее 0,2% недостаточно дл  заметного выравнивани  свойств чугуна по сечению отливки. Содержание меди в количестве более 0,5% понижает твердость чугуна , что отрицательно сказываетс  на его износостойкости в услови х высоких удельный давлений,

Содержание кобальта в чугуне находитс  в пределах 0,5 - 1,5% Кобальт в состав предпагаемого чугуна вводитс  с целью повьш1ени  абразивной износостойкости в услови х воздействи  высоких удельных давлений. Кобальт, раствор  сь в аустенитной составл ющей сплава по способу замещени , увеличивает ее пластичность предотвраща  тем самым отслаивание микрообъемов аустенита в процессе воздействи  высоких удельных давлений Повьша  пластичность аустенита , кобальт способствует прочному закреплению карбидов в аустенитной матрице, что в целом способствует повьшению износостойкости чугуна. Помимо этого кобальт,  вл  сь единственным элементом, повышающим мартен- ситную точку, способствует протека- нию мартенситного превращени  в аустенитной составл ющей сплава в . процессе воздействи  высоких удель

5 0

0 5 Q

5

ных давлений. При содержании кобальта менее 0,5% эффекта упрочнени  закреплени  карбидов и упрочнени  зоны износа в услови х воздействи  высоких удельных давлений не наблюдаетс . При повьш1ении содержани  кобальта более 1,5% он (совместно с никелем и кремнием) способствует графитизации, что сильно снижает износостойкость чугуна в услови х высоких удельных давлений.

Чугун выппавл етс  в индукционной печи с применением в качестве шихтовых материалов: чушковый чугун, электродный бой, никель, медь, ферромарганец , ферросилиций, ферромолибден и кобальт. Компоненты шихты вводились с учетом потерь на угар при плавке Химические составы известного и предложенного чугунов и их свойства приведены в таблице.

Как следует из таблицы дополни-, тельный ввод в состав чугуна кобальта , уменьшение в нем содержани  меди с 1,3-4 до 0,2-0,5%, а также по- вьш1ение в нем содержани  никел  (с 2,5-4 до 4,1-5%) и марганца (с 0,4- jl ,0 до 1,6-2,6%) обеспечили повьшге- ние абразивной износостойкости в 1,8 раза

Форм.ула изоб.ретени 

Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, хром, никель, молибден , медь и железо, о т л и ч а ю- щ и и с   тем, что, с целью повышени  абразивной износостойкости в услови х воздействи  высоких удельных давлений, он дополнительно содержит кобальт при следующих соотношени х компонентов, маСо%: .

Углерод2,5-3,5

Кремний. - 3,0

Марганец1,6 - 2,6

Хром6,2-10,0

Никель4,1 - 5,0

Молибден0,1-1,0

Медь0,2-0,5

Кобальт0,5-1,5

ЖелезоОстальное

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения абразивной износостойкости в уело виях воздействия высоких удельных давлений, он дополнительно содержит кобальт при следующих соотношениях компонентов, мас.%: .

   Углерод 2,5 - 3,5 Кремний 1,5 - 3,0 Марганец 1,6 - 2,6 Хром 6,2 - 10,0 Никель 4,1 - 5,0 Молибден 0,1 - 1,0 Медь 0,2 - 0,5 Кобальт 0,5 - 1,5 Железо Остальное

   5

   1366548

   6

   Чугун С Химические элементы, вес,2 Со К МПа МПа К31) Дж/ем Абразивный износ в условиях воздействия высоких удельных давлений, мг 81 № N1 Сг МО Си Предпоженшй 1 2,4 •Л 1.5 4,0 6,1 0,09 0,1 0,4 613 797 11 8,7 2 2,5 1.5 1,6 4,1 6,2 0,1 . 0,2 0,5 626 806 14 7,6 3 3,0 2,25 2,1 4,45 8,1 0,55 0,35 1.0 638 816 15 6.1 4 3,5 3,0 2,6 5,0 10,0 1,0 0,5 1,5 612 . 809 14 7,2 5 3,6 3,1 2,7 5,1 10,1 1,1 .0,6 1,6 605 783 11 8,3 Известный 6 2,5 1.5 0,4 2,5 8,0 0,4 1,3 433 691 7 12,4 7 з»о 2,0 0,7 3,25 10,0 1,3 2,65 - 486 709 9 10,7 8 3.5 2.5 1,0 4,0 12,0 2,2 4,0 - 442 677 7 11,9

   ι