SU1581767A1

SU1581767A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1581767A1
Application number: SU884418941A
Authority: SU
Inventors: Валентин Александрович Федьков; Георгий Александрович Федьков; Нелли Суреновна Самарская; Вера Ивановна Минакова; Александр Николаевич Филипенко
Original assignee: Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря
Priority date: 1988-05-03
Filing date: 1988-05-03
Publication date: 1990-07-30

Abstract

Изобретение относитс к металлургии литейных сплавов, а именно к изысканию износостойких материалов, работающих в услови х гидроабразивного износа, сопровождаемого воздействием коррозионной среды. Цель изобретени - повышение абразивно-коррозионной стойкости и прокаливаемости. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: углерод 2,3-2,9The invention relates to the metallurgy of cast alloys, in particular to the study of wear-resistant materials operating under conditions of hydroabrasive wear, accompanied by the influence of a corrosive environment. The purpose of the invention is to increase the abrasive-corrosion resistance and hardenability. Cast iron contains components in the following ratio, wt.%: Carbon 2.3-2.9

кремний 0,4-1,0silicon 0.4-1.0

марганец 2,0-3,5manganese 2.0-3.5

хром 25-31chrome 25-31

редкоземельные металлы 0,01-0,1rare earth metals 0.01-0.1

кальций 0,0001-0,01calcium 0,0001-0,01

молибден 0,1-0,5molybdenum 0.1-0.5

железо остальное. 2 табл.iron else. 2 tab.

Description

Изобретение относитс к металлургии литейных сплавов, а именно к изысканию износостойких материалов, предназначенных дл деталей Песковых насосов , футеровок мельниц второго помола , дл отливок обогатительного оборудовани , работающих в услови х гидроабразивного износа, сопровождаемого воздействием коррозионной среды (например, при переработке медныхThe invention relates to the metallurgy of cast alloys, namely, the search for wear-resistant materials intended for Sand Pump parts, liners of second grinding mills, for mineral processing equipment operating under conditions of hydroabrasive wear, accompanied by corrosive environments (for example, in the processing of copper

руд в среде с рН 7-8).ores in a medium with a pH of 7-8).

Цель изобретени - повышение абразивно-коррозионной стойкости и прока- ливаемости чугуна.The purpose of the invention is to increase the abrasive-corrosion resistance and hardenability of cast iron.

Чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, редкоземельные металлы , кальций, молибден, железо в сле- дую щем соотношении, мас.%:Cast iron contains carbon, silicon, manganese, chromium, rare earth metals, calcium, molybdenum, iron in the following ratio, wt.%:

Углерод2,3-2,9Carbon2.3-2.9

Кремний0,4-1 ,0Silicon0,4-1, 0

Марганец2,0-3,5Manganese2.0-3.5

Хром25,0-31,0Chrome25.0-31.0

РедкозмельныеRare

металлы0,01-0,1Metals0.01-0.1

Кальций0,0001-0,01Calcium0,0001-0.01

Молибден0,1-0,5Molybdenum 0.1-0.5

ЖелезоОстальноеIronErest

При содержании углерода ниже 2,3 масД повышаетс температура плавлени и интервал кристаллизации, что приводит к уменьшению плотности металла, а следовательно, и износостойкости .When the carbon content is below 2.3 mph, the melting point and the crystallization range increase, which leads to a decrease in the density of the metal, and consequently, wear resistance.

При содержании углерода более 2,9 мас.% уменьшаетс трещиноустой- чивость за счет увеличени карбидов по границам зерен. Это приводит кWhen the carbon content is more than 2.9 wt.%, Crack resistance decreases due to an increase in carbides along the grain boundaries. This leads to

СП ООSP OO

чh

аъ -vjaj -vj

снижению прочности и надежности работы отливок.reduce the strength and reliability of castings.

Содержание марганца ниже 2,0 масД приводит к уменьшению прокаливаемое- ти, твердости и абразивно-коррозионной стойкости, более 3,5 масД - к образованию карбидов марганца нар ду с карбидами хрома, уменьшению прока- ливаемости и коррозионной стойкости, The manganese content below 2.0 masD leads to a decrease in the hardenability, hardness and abrasive and corrosion resistance, more than 3.5 masD to the formation of manganese carbides along with chromium carbides, a decrease in calcivability and corrosion resistance,

Сочетание марганца с молибденом в заданных пределах повышает температуру начала мартенситного превращени , увеличивает концентрацию молибдена в расплаве, твердость и прокали- ваемость, что важно дл деталей, изнашивающихс на большую глубину. При содержании кальци менее 0,0001 масД нар ду с включени ми I типа (благопри тна , глобул рна форма) в металле остаютс остроугольные включени III типа, вл ющиес концентраторами напр жений и снижающие стойкость деталей.The combination of manganese with molybdenum within the prescribed limits raises the temperature of the onset of martensitic transformation, increases the concentration of molybdenum in the melt, hardness and hardenability, which is important for parts that wear much deeper. When the calcium content is less than 0.0001 masd, along with type I inclusions (favorable, globular form), acute type III inclusions remain in the metal, which are stress concentrators and reduce the durability of parts.

При содержании кальци более 0,01 мае Л в жидком чугуне происход т процессы повторного окислени , в результате чего увеличиваетс количество неметаллических включений, создающих дополнительные микропары и снижающих в результате коррозионную стойкость.When the calcium content is more than 0.01 May L, reoxidation processes occur in the liquid iron, as a result of which the number of nonmetallic inclusions increases, creating additional micropairs and reducing the corrosion resistance as a result.

Дополнительное введение кальци совместно с редкоземельными металлами очищает границы зерен от неметаллических включений и измен ет их форму от остроугольной до глобул рной, что позвол ет повысить сопротивл е- моть межкристаллитной коррозии. The additional introduction of calcium together with rare earth metals clears the grain boundaries from nonmetallic inclusions and changes their shape from acute-angular to globular, which allows increasing the resistance to intergranular corrosion.

Молибден ниже 0,1 масД уменьшает прокаливаемость (снижение твердости по сечению отливки) и тем самым резко снижает абразивную стойкость.Molybdenum below 0.1 mAd reduces hardenability (decrease in hardness over the cross section of the casting) and thereby sharply reduces abrasion resistance.

Содержание молибдена выше 0,5 мае.% приводит к дополнительному образова- нию карбидов молибдена, в результате чего снижаетс прокаливаемость и коррозионна стойкость чугуна.The molybdenum content above 0.5% by mass leads to the additional formation of molybdenum carbides, as a result of which the hardenability and corrosion resistance of cast iron are reduced.

При содержании хрома ниже 25,0 мае Д уменьшаетс легированность чугуна,про каливаемость и коррозионна стойкост При содержании хрома выше 31,0 масД образуютс карбиды, которые, располага сь по границам зерен, охрупчивают матрицу; карбиды создают дополнительные микрокатодные пары с металлической основой и тем самым уменьшают корозионную стойкость.When the chromium content is below 25.0 May, the alloying of cast iron is reduced, the potability and corrosion resistance are reduced. When the chromium content is above 31.0 masD, carbides are formed, which, located at the grain boundaries, embrittle the matrix; carbides create additional microcathode pairs with a metal base and thereby reduce the corrosion resistance.

« "

Q Q

с with

5five

Содержание углерода и хрома в дан-. ном чугуне вз то в таких пределах, чтобы при любом содержании этих элементов обеспечивалось отношение содержани хрома к содержанию углерода, равное 8,6-15,2, при этом соотношении достигаетс высока абразивна стойкость в коррозионной среде.The content of carbon and chromium in the data-. In the case of any content of these elements, the ratio of the chromium content to the carbon content of 8.6-15.2 is ensured, and this ratio results in a high abrasive resistance in a corrosive environment.

Дополнительное введение в чугун кальци и молибдена в сочетании с основными элементами (углерод; марганец , хром, кремний, РЗМ) в заданных пределах усиливает в еще большей степени их вли ние как модификаторов и способствует получению износостойкого чугуна с новым комплексом улучшенных свойств, а именно абразивно-коррозионной стойкости и прокаливаемос- ти.The addition of calcium and molybdenum to cast iron in combination with the basic elements (carbon; manganese, chromium, silicon, and rare-earth metals) in a given range enhances their influence as modifiers even more and contributes to obtaining wear-resistant cast iron with a new complex of improved properties, namely abrasive -corrosion resistance and hardenability.

Химический состав и свойства сплавов приведены в табл. 1.The chemical composition and properties of the alloys are given in Table. one.

Как видно из табл..1, У предлагаемого чугуна абразивно-коррозионна стойкость в среднем на 37% выше, чем у известного сплава (прототипа). Низка коррозионна стойкость известного сплава объ сн етс увеличением . количества неметаллических включений, которые образуют в сплаве дополнительно присутствующие элементы: ванадий , алюминий, магний, барий, бор (карбонитриднооксидные включени за, счет процессов повторного окислени ). Эти включени образуют с металлом микрокатодные пары, ускор ющие коррозионное разрушение и повышающие локальную концентрацию напр жений.As can be seen from Table 1, the proposed cast iron has an abrasive-corrosion resistance on average 37% higher than that of the known alloy (prototype). The low corrosion resistance of a known alloy is explained by an increase. the amounts of nonmetallic inclusions that form in the alloy the additionally present elements: vanadium, aluminum, magnesium, barium, boron (carbonitride oxide inclusions, due to reoxidation processes). These inclusions form microcathode vapors with the metal, accelerating corrosion damage and increasing the local stress concentration.

Химический состав и прокаливае- мость известного и предлагаемого сплавов приведены в табл. 2.The chemical composition and hardenability of the known and proposed alloys are given in Table. 2

В табл. 2 показано, что прокалива- емость предлагаемого чугуна выше чем известного, что объ сн етс изменением размера аустенитного зерна. За счет присутстви модификаторов: ванади , алюмини , магни , бари , бора, размер зерна аустенита известного сплава был мельче, чем предлагаемого и соответственно обладал меньшей про- каливаемостью.In tab. 2 shows that the hardenability of the pig iron proposed is higher than that known, which is explained by a change in the size of the austenitic grain. Due to the presence of modifiers: vanadium, aluminum, magnesium, barium, boron, the grain size of austenite of a known alloy was smaller than that proposed and therefore had lower hardenability.

Таким образом, у предлагаемого чугуна абразивно-коррозионна стойкость и прокаливаемость выше, чем у известного сплава.Thus, the proposed cast iron has abrasive-corrosion resistance and hardenability higher than that of the known alloy.

Claims

Invention Formula

Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, rare earth