SU1627580A1

SU1627580A1 - Wear-resistant cast iron

Info

Publication number: SU1627580A1
Application number: SU884616134A
Authority: SU
Inventors: Евгений Игнатьевич Марукович; Михаил Иванович Карпенко; Алексей Петрович Мельников; Сергей Васильевич Стрельцов
Original assignee: Могилевский Областной Клуб Самодеятельного Технического Творчества
Priority date: 1988-12-05
Filing date: 1988-12-05
Publication date: 1991-02-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при производстве деталей шаровых мельниц. Цель - повышение механических свойств, износостойкости и ударно-усталостной долговечности. Новый чугун содержит ,, мас.%: С 2,75-3,1; Si 0,8- 1,1; Мп 0,7 - 1,3; Сг 13,5 - 17,5; Ко 1,3 - 2,6; Ni 0,3 - 1,0; Zr 0,09 - 0.6; Са 0,02 - 0,05; Со 0,08 - 0,28; Те 0,002 - 0,03 и Fe - остальное. Дополнительчый ввод Со и Те в чугун предложенного состава позволил повысить механические свойства 0 в 1,08- 1,27 раза, износостойкость - в 1,27- 1,67 раза, ударно-контактную долговечность с 2 табл.The invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of ball mill parts. The goal is to increase the mechanical properties, wear resistance and impact fatigue life. New cast iron contains, wt.%: C 2.75-3.1; Si 0.8-1.1; Mp 0.7 - 1.3; Cr 13.5 - 17.5; Co 1.3 - 2.6; Ni 0.3 - 1.0; Zr 0.09 - 0.6; Ca 0.02 - 0.05; Co 0.08 - 0.28; Those 0.002 - 0.03 and Fe - the rest. The additional input of Co and Te into the cast iron of the proposed composition made it possible to increase the mechanical properties 0 by 1.08-1.27 times, the wear resistance - by 1.27-1.67 times, impact-contact durability from table 2.

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к разработке составов чугуна дл бронеплит шаровых мальниц.This invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for armor plates of ball bearings.

Цель изобретени - повышение механических свойств, износостойкости и контактно-усталостной долговечности .The purpose of the invention is to improve the mechanical properties, wear resistance and contact fatigue life.

Изобретение иллюстрируетс примерами конкретного выполнени .The invention is illustrated by examples of specific performance.

Выбор граничных пределов содержани компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.The choice of boundary limits for the content of components in the iron of the proposed composition is due to the following.

Введенный цирконий микролегирует металлическую основу, измельчает структуру и повышает прокаливаемость и износостойкость при ударно-абразивном износе. При концентрации циркони до 0,09 мас.% измельчение структуры и повышение износостойкости недостаточны, а при концентрации его более 0,6 мас.% снижаютс упруго- пластические свойства и увеличиваетс износ.Introduced zirconium microlegates the metal base, crushes the structure and increases hardenability and wear resistance under impact-abrasive wear. At a zirconium concentration of up to 0.09 wt.%, The refinement of the structure and an increase in wear resistance are insufficient, while at a concentration of more than 0.6 wt.%, The elastic-plastic properties decrease and the wear increases.

Кальций модифицирует и раскисл ет чугун, повыша плотность и монолитность матрицы, очищает границы зерен, что обеспечивает существенное повышение стабильности и износостойкости. При концентрации кальци до 0,002 мас.% модицифирующий и раскисл ющий эффекты недостаточны, а плотность чугуна в отливках и износостойкость низкие: при концентрации кальци более 0,05 мас.% повышаетс содержание неметаллических включений и сниоэ to 1 тCalcium modifies and deoxidizes cast iron, increasing the density and solidity of the matrix, cleans the grain boundaries, which provides a significant increase in stability and wear resistance. At a calcium concentration of up to 0.002 wt.%, The modifying and deoxidizing effects are insufficient, and the density of cast iron in the castings and wear resistance are low: at a calcium concentration of more than 0.05 wt.%, The content of nonmetallic inclusions increases and decreases to 1 ton.

0000

жнетс стабильность структуры, герметичности , износостойкости и служебных свойств.The stability of the structure, hermeticity, wear resistance and service properties is reduced.

Кобальт, введенный в количестве 0,08 - 0,28 мас.%, микролегирует матрицу, повышает ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает износостойкость . Его концентраци прин та от содержани (0,08 мас.%), с которо- го начинает сказыватьс его вли ние на износостойкость, и ограничено концентрацией 0,28 мас.%, выше которой снижаютс упругопластические и эксплуатационные свойства.Cobalt, introduced in the amount of 0.08 - 0.28 wt.%, Micro-matrixes the matrix, increases its resistance against corrosion and wear, and increases wear resistance. Its concentration is based on the content (0.08 wt.%), From which its effect on wear resistance begins to affect, and is limited to a concentration of 0.28 wt.%, Above which the elastoplastic and operational properties are reduced.

Теллур, отбеливает, измельчает структуру, повышает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость. При концентрации теллура до 0,002 мас.% его модифи- цирующий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости сказываютс незначительно, а при концентрации теллура более 0,03 мас.% увеличиваетс содержание неметалли- ческих включений по границам зерен, снижаютс пластические свойства, износостойкость при ударно-абразивном износе.Tellurium, whitens, crushes the structure, improves mechanical properties, surface strength and wear resistance. At a tellurium concentration of up to 0.002 wt.%, Its modifying effect and an increase in surface strength and wear resistance are insignificant, and at a tellurium concentration of more than 0.03 wt.%, The content of nonmetallic inclusions at the grain boundaries increases, plastic properties, and wear resistance at shock -abrasive wear.

Никель упрочн ет матрицу, повышает ее коррозионную цтойкость, увеличивает термостойкость, стабильность структуры, износостойкость при ударно-абразивном износе, что обес- печивает повышение ударно-усталостной долговечности. Концентраци никел менее 0,3 мас.% приводит к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной СТОЙКОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ, Nickel strengthens the matrix, increases its corrosion resistance, increases heat resistance, structural stability, wear resistance under impact-abrasive wear, which provides an increase in impact-fatigue life. A nickel concentration of less than 0.3 wt.% Leads to a drastic reduction in brittle strength, corrosion resistance and durability.

а при концентрации никел более 1,0 мас.% снижаетс стабильность структуры, повышаетс содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при ударно-абразивном износе.and at a nickel concentration of more than 1.0 wt.%, the stability of the structure decreases, the content of non-metallic inclusions along grain boundaries increases, which leads to a decrease in impact-fatigue life and wear resistance during impact-abrasive wear.

Хром обеспечивает высокую стойкость и твердость матрицы, что обес- печивает высокие характеристки износостойкости . При увеличении содержани хрома более 17,5 мас.% снижаютс трещиностойкость, эксплуатационна и ударно-усталостна долговечность. Содержение хрома ограничено 13,5 мас.% так как при более низком содержании его снижаютс твердость и однородность структуры, механические иChromium provides high durability and hardness of the matrix, which provides high wear resistance characteristics. With an increase in the chromium content of more than 17.5 wt.%, The crack resistance decreases, and the operational and impact fatigue life decreases. The chromium content is limited to 13.5 wt.% Since, with a lower content, its hardness and structure uniformity, mechanical and

эксплуатационные свойства. Содержание молибдена прин то в количестве 1,3 - 2,6 мас,%, что способствует улучшению структуры, повышению твердости , коррозионной стойкости и износостойкости при ударно-абразивном износе. Увачичение содержани молибдена более 2,6 мас.% снижает пластические свойства и стабильность износостойкости .performance properties. The content of molybdenum is adopted in the amount of 1.3 - 2.6 wt.%, Which contributes to the improvement of the structure, increase in hardness, corrosion resistance and wear resistance under impact-abrasive wear. An increase in the molybdenum content of more than 2.6 wt.% Reduces the plastic properties and stability of wear resistance.

Содержание основных компонентов (углерода 2,75 - 3,1, кремни 0,8 - 1,1 и марганца 0,7 - 1,3 мас,%) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при ударно- абразивном износе и высокие эксплуатационные свойства.The content of the main components (carbon 2.75–3.1, silicon 0.8–1.1 and manganese 0.7–1.3 wt.%) In castings provides for an increase in the stability of the structure and properties, optimum wear resistance under impact-abrasive wear. and high operational properties.

При увеличении содержани углерода более 3,1 мас.%, кремни более 1,1 мас.% и снижении марганца менее 0,7 мас.% повышаетс содержание перлита в структуре и снижаетс износостойкость .With an increase in carbon content of more than 3.1 wt.%, Silicon more than 1.1 wt.% And a decrease in manganese less than 0.7 wt.%, The content of pearlite in the structure increases and the wear resistance decreases.

II р и м е р. Плавки износостойких чугунов известного и предложенного составов провод т в открытых индукционных печах методом переплава.II p and me. Melting of wear-resistant cast irons of known and proposed compositions is carried out in open induction furnaces by remelting.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чугунный лом, возврат собственного производства, полуфабрикатный никель НПЗ, ферромолибден, феррохром, ферромарганец и другие ферросплавы. Тугоплавкие и неокисл ющиес легирующие добавки ввод т вместе с шихтой, а легкоплавкие и лигатуру ФСЦВ-30 - после раскислени металла за 5 - 10 мин перед разливкой металла непосредственно в литейные ковши вместе с модификаторами (теллуром и сили- кокальтием).In the test materials used in the smelting of cast iron scrap, return their own production, semi-finished nickel refinery, ferromolybdenum, ferrochrome, ferromanganese and other ferroalloys. Refractory and non-oxidizing alloying additives are introduced together with the mixture, and low-melting and FSKV-30 ligature - after deoxidation of the metal 5–10 minutes before pouring the metal directly into the foundry buckets together with modifiers (tellurium and silicate).

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до 350-450°С, в печь при наличии болота, перегрев расплава до температуры 1450-1530°С.The method of production of cast iron includes loading the components of the mixture, heated to 350-450 ° C, in the furnace in the presence of swamps, overheating of the melt to a temperature of 1450-1530 ° C.

В табл.1 приведены химические составы износостойких чугунов р да плавок. Определение содержани ингредиентов в чугунах провод т по стандартным методикам количественного дифференцированного химического анализа.Table 1 shows the chemical compositions of wear-resistant cast irons in a number of heats. The determination of the content of ingredients in the cast iron is carried out according to standard methods for quantitative differentiated chemical analysis.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Стрелу прогиба определ ет на цилиндрических образцах диаметром 30 мм.Table 2 shows the mechanical and technological properties of wear-resistant cast irons of experienced bottoms. The deflection is determined on cylindrical specimens with a diameter of 30 mm.

Как следует из табл.1 и 2, дополнительный ввод в состав предложенного чугуна теллура и кобальта позволил повысить Gu в 1,08 - 1,27 раза , износостойкость - в 1,27 - 1,67As follows from the tables 1 and 2, additional input into the composition of the proposed iron tellurium and cobalt allowed to increase Gu by 1.08 - 1.27 times, wear resistance - by 1.27 - 1.67

раза и контактно-усталостную долговечность в 1,4 - 1,53 раза.times and contact fatigue life 1.4 - 1.53 times.

Claims

Invention Formula

Wear-resistant cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, zirconium, calcium and iron, characterized in that, in order to improve mechanical properties, wear resistance and contact fatigue duration, it additionally contains cobalt and tellurium in the following ratio components, wt.%:

five

Carbon

Silicon

Manganese

Chromium

Nickel

Molybdenum

Zirconium

Calcin

Cobalt

Tellurium

Iron

2.75 - 3.10 0.8 - 1.1 0.7 - 1.3 13.5 - 17.5 0.3 - 1.0 1.3 - 2.6 0.09 - 0.6 0 , 02 - 0.05 0.08 - 0.28 0.002 - 0.03 Else

Swedish iron contains, I: A1, 0.1; In 0.03.

Table 1

Component content, wt.1 cast iron

table 2