SU1731855A1 - Wear resistant cast iron - Google Patents

Wear resistant cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1731855A1
SU1731855A1 SU894653424A SU4653424A SU1731855A1 SU 1731855 A1 SU1731855 A1 SU 1731855A1 SU 894653424 A SU894653424 A SU 894653424A SU 4653424 A SU4653424 A SU 4653424A SU 1731855 A1 SU1731855 A1 SU 1731855A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
increase
alloy
carbides
hydroabrasive
Prior art date
Application number
SU894653424A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Шаповалов
Юрий Борисович Бычков
Валентин Петрович Моисеев
Павел Евгеньевич Власов
Елена Федоровна Долженкова
Георгий Алексеевич Петелин
Original Assignee
Донецкий политехнический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Донецкий политехнический институт filed Critical Донецкий политехнический институт
Priority to SU894653424A priority Critical patent/SU1731855A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1731855A1 publication Critical patent/SU1731855A1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  производства отливок, работающих в гидроабразивной среде. Цель изобретени  - повышение гидроабразивной износостойкости в термооб- работанном состо нии. Предложенный чугун содержит, мас.%: С 1,4-1,9; Si 0,5-3,0; Мп 0,5-3,0; Сг 11-14; Ni 0,6-1,0; Си 0,3-0.8; Мо 0.3-0,8; AI 0,1-0.8; V 0,1-0.6; Ti 0,1-0.6; Са 0,025-0,08; Fe остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна Са позвол ет повысить гидроабразивную стойкость в 1,04-1,24 раза. 1 табл.The invention relates to metallurgy and can be used for the production of castings operating in a hydroabrasive environment. The purpose of the invention is to increase the hydroabrasive wear resistance in the heat-treated state. The proposed cast iron contains, wt%: C 1.4-1.9; Si 0.5-3.0; Mp 0.5-3.0; Cg 11-14; Ni 0.6-1.0; Si 0.3-0.8; Mo 0.3-0.8; AI 0.1-0.8; V 0.1-0.6; Ti 0.1-0.6; Ca 0.025-0.08; Fe rest. Additional input into the composition of the proposed cast iron Ca allows increasing the hydroabrasive resistance by 1.04-1.24 times. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии и литейному производству и может быть использовано дл  изготовлени  деталей, работающих в услови х гидроабразивного воздействи , например колена пульпопроводов , сменные детали шламовых насосов.The invention relates to metallurgy and foundry and can be used for the manufacture of parts operating under hydro-abrasive conditions, such as knee slurry pipelines, replacement parts for slurry pumps.

Известен чугун, содержащий в качестве основы углерод, кремний, марганец, сурьму, молибден, титан, олово, фосфор и железо. Данный сплав предназначен дл  корпусных деталей насосов, перекачивающих агрессивную среду. Перечисленные ингредиенты чугун содержит в следующих пределах, мас.%:Cast iron containing carbon, silicon, manganese, antimony, molybdenum, titanium, tin, phosphorus and iron as a base is known. This alloy is intended for pump body parts pumping over aggressive media. The listed ingredients cast iron contains within the following limits, wt.%:

УглеродCarbon

КремнийSilicon

МарганецManganese

СурьмаAntimony

МолибденMolybdenum

ТитанTitanium

ОловоTin

ФосфорPhosphorus

Железо3 ,2-3,4 1,6-3,0Iron3, 2-3.4 1.6-3.0

0,005-0.04 0,5-0.14 0,1-0,4 0,3-0,55 0,15-0,33 0.1-0,60.005-0.04 0.5-0.14 0.1-0.4 0.3-0.55 0.15-0.33 0.1-0.6

ОстальноеRest

Недостатком этого чугуна  вл етс  низка  износостойкость в услови х воздействи  коррозионной среды.The disadvantage of this cast iron is its low wear resistance under the influence of a corrosive environment.

Низка  гидроабразивна  износостойкость обусловлена особенност ми структур- ного состо ни  данного сплава. Неупрочненные ферритные участки легко окисл ютс  под воздействием коррозии и разрушаютс  потоком абразивных частиц. Включени  графита  вл ютс  концентраторами напр жений, что приводит к откалыва- нию микрообъемов структурных составл ющих сплава под воздействием скоростного потока абразива. Следовательно , такой чугун не может успешно примен тьс  в услови х гидроабразивного воздействи .Low hydroabrasive wear resistance is due to the structural features of this alloy. The non-reinforced ferritic areas are easily oxidized by corrosion and are destroyed by the flow of abrasive particles. Inclusions of graphite are stress concentrators, which leads to chipping of the microvolumes of the structural components of the alloy under the influence of a high-speed flow of abrasive. Consequently, such cast iron cannot be successfully used under conditions of hydroabrasive action.

Наиболее близким по составу к предлагаемому сплаву  вл етс  чугун, примен емый дл  изготовлени  деталей, работающих в услови х интенсивного трени . Этот чугун содержит, мас.%:The closest in composition to the proposed alloy is cast iron, used for the manufacture of parts operating under conditions of intense friction. This cast iron contains, wt%:

Углерод1,8-2,6Carbon1.8-2.6

Кремний0,4-0,8Silicon0.4-0.8

Марганец0,4-0,8Manganese0.4-0.8

VIVI

OJOj

l

0000

ел елate

9.0-10,5 0,001-0,109.0-10.5 0.001-0.10

0,1-0,50.1-0.5

0,55-0,800.55-0.80

0.2-2,2 0,55-1,1 50.2-2.2 0.55-1.1 5

0,1-0,3 Остальное0.1-0.3 Else

Микроструктура данного сплава - аус- тенитна  матрица с расположенными в ней карбидами типа .The microstructure of this alloy is an austenitic matrix with carbides of the type located in it.

Коррозионна  стойкость у известного чугуна гораздо выше, чем у сплава-прототипа , однако гидрозбразивна  стойкость  вл етс  недостаточной. Гидроабразивна  стойкость низка потому, что в структуре сплава присутствуют крупные карбиды МуСз, микротвердость аустенитной матрицы невысока и она не упрочнена специальными сложнолегированными карбидами, выдел ющимис  в процессе термообработ- ки.The corrosion resistance of a known cast iron is much higher than that of the prototype alloy, however, the hydro-abrasive resistance is insufficient. The hydroabrasive resistance is low because large MucS carbides are present in the structure of the alloy, the microhardness of the austenitic matrix is low, and it is not strengthened by special complex alloyed carbides precipitated during the heat treatment process.

Таким образом, чугун известного состава не может успешно противосто ть гидроабразивному воздействию.Thus, a cast iron of known composition cannot successfully withstand hydroabrasive impact.

Следовательно, сбалансировав химиче- ский состав чугуна-прототипа так. чтобы в матрице, состо щей из мелкокристаллического мартенсита и остаточного аустенита, равномерно размещались измельченные карбиды МУСз и, дополнительно упрочнив матрицу вторичными карбидами, удаетс  значительно повысить гидроабразивную стойкость материала.Consequently, balancing the chemical composition of the prototype cast iron as follows. so that in the matrix consisting of fine crystalline martensite and residual austenite, the crushed MUC3 carbides are uniformly placed and, additionally strengthening the matrix with secondary carbides, it is possible to significantly increase the hydroabrasive resistance of the material.

Цель изобретени  - повышение гидроабразивной стойкости чугуна в термообра- ботанном состо нии за счет значительного прироста износостойкости деталей, что сокращает затраты на ремонт оборудовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, мар- ганец, хром, титан, ванадий, медь, молибден , никель, алюминий и железо, дополнительно содержит кальций при следующем соотношении компонентов, мас,%: Углерод1,4-1.9 The purpose of the invention is to increase the hydroabrasive resistance of cast iron in the heat-treated state due to a significant increase in wear resistance of parts, which reduces equipment repair costs. The goal is achieved by the fact that cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, titanium, vanadium, copper, molybdenum, nickel, aluminum and iron, additionally contains calcium in the following ratio of components, wt.%: Carbon 1.4-4-1.9

Кремний0.5-3,0Silicon 0.5-3.0

Марганец0,5-3,0Manganese 0.5-3.0

Хром11,0-14,0Chrome11.0-14.0

Никель06-1,0Nickel06-1.0

Медь0,3-0,8 Copper 0.3-0.8

Молибден0,3-0,8Molybdenum 0.3-0.8

Алюминий0,1-0,8Aluminum0,1-0,8

Ванадий0,1-0,6Vanadium 0.1-0.6

Титан0,1-0,6Titan0,1-0,6

Кальций0,025-0,08 Calcium0.025-0.08

ЖелезоОстальноеIronErest

Содержание углерода в новом чугуне находитс  в пределах 1,4-1,9 %. Углерод,  вл  сь элементом, обеспечивающим образование карбидной фазы, необходим в составе данного сплава, При содержании углерода менее 1,4% в сплаве образуетс  недостаточное количество карбидов. Увеличение содержани  углерода более чем 1,9% приводит к огрублению карбидов эвтектического типа, что способствует протеканию избирательного износа основы сплава.The carbon content in the new cast iron is in the range of 1.4-1.9%. Carbon, being an element that provides the formation of a carbide phase, is necessary in the composition of this alloy. When the carbon content is less than 1.4%, an insufficient amount of carbides is formed in the alloy. An increase in carbon content of more than 1.9% leads to the coarsening of eutectic carbides, which contributes to the flow of selective wear of the alloy base.

Кремний вводитс  в состав чугуна как раскислитель. Помимо этого кремний спо- собствуетупрочнению матрицы сплава и повышает его коррозионную стойкость. При содержании кремни  менее 0,65% он недостаточно выполн ет функцию раскислител . Содержание кремни  более 3,0% способствует графитизации чугуна, что отрицательно сказываетс  на его износостойкости.Silicon is incorporated into the iron as a deoxidizer. In addition, silicon contributes to the hardening of the alloy matrix and increases its corrosion resistance. When the silicon content is less than 0.65%, it does not adequately function as a deoxidizing agent. A silicon content of more than 3.0% contributes to the graphitization of cast iron, which adversely affects its wear resistance.

Марганец способствует снижению температуры мартенситного превращени  и увеличивает количество нестабильного остаточного аустенита, который, претерпева  превращени  при последующей термической обработке, дополнительно упрочн ет матрицу сплава. При содержании марганца менее 0,5% он не оказывает вли ни  на количество остаточного аустенита. Содержание марганца более 3,0% приводит к образованию в структуре больших аустенитных участков, не испытавших превращени  после термической обработки, что снижает износостойкость сплава.Manganese contributes to a decrease in the martensitic transformation temperature and increases the amount of unstable residual austenite, which, undergoing transformation during subsequent heat treatment, further strengthens the alloy matrix. When the manganese content is less than 0.5%, it does not affect the amount of residual austenite. A manganese content of more than 3.0% results in the formation of large austenitic sites in the structure that did not undergo transformations after heat treatment, which reduces the wear resistance of the alloy.

Никель используетс  дл  подавлени  перлитного превращени  и увеличени  коррозионной стойкости сплава. Содержание никел  менее 0,6% не приводит к подавлению перлитного превращени  в толстостенных отливках . Увеличение содержани  никел  более 1,0% приводит к ухудшению обрабатываемости сплава, что нежелательно.Nickel is used to suppress pearlite transformation and increase the corrosion resistance of the alloy. A nickel content of less than 0.6% does not lead to the suppression of pearlite transformation in thick-walled castings. An increase in the nickel content of more than 1.0% leads to a deterioration in the machinability of the alloy, which is undesirable.

В составе нового чугуна хром находитс  в пределах 11.0-14,0%. Хром  вл етс  основным элементом, вход щим в состав карбидов эвтектического типа. Раствор  сь в матрице сплава, хром способствует достижению высоких коррозионных свойств чугуна . При содержании хрома менее 11.0% не достигаетс  требуема  износостойкость из- за образовани  недостаточного количества карбидов эвтектического типа. При повышении содержани  хрома более 14,0% наблюдаетс  значительное укрупнение карбидов и дальнейшего роста износостойкости не наблюдаетс .In the composition of the new cast iron, chromium is in the range of 11.0-14.0%. Chromium is the main element incorporated into eutectic type carbides. Dissolve in the alloy matrix, chromium contributes to the achievement of high corrosion properties of cast iron. When the chromium content is less than 11.0%, the required wear resistance is not achieved due to the formation of an insufficient amount of eutectic type carbides. With an increase in the chromium content of more than 14.0%, a significant aggregation of carbides is observed and no further increase in wear resistance is observed.

Медь в состав чугуна вводитс  дл  стабилизации аустенита в перлитной области и повышени  износостойкости, а также дл  увеличени  износостойкости материала. Содержание меди менез 0,3% не приводит к стабилизации аустенита в перлитной области и к заметному повышению износостойкости и коррозионной стойкости сплава. Увеличение содержани  меди более 0,8% нецелесообразно из-за ограниченной ее растворимости в железе.Copper is introduced into the composition of cast iron in order to stabilize austenite in the pearlitic region and improve wear resistance, as well as to increase the wear resistance of the material. The copper content of 0.3% does not lead to the stabilization of austenite in the pearlitic region and to a noticeable increase in wear resistance and corrosion resistance of the alloy. An increase in the copper content of more than 0.8% is impractical because of its limited solubility in iron.

Молибден в составе чугуна находитс  в пределах 0,3-0,8%. Вводитс  молибден дл  упрочнени  карбидов чугуна, увеличени  прокаливаемости. Присутству  в составе карбидов эвтектического типа, молибден увеличивает их прочность и пластичность, что повышает их способность к сопротивлению скоростному потоку абразивных частиц , уменьшает веро тность их хрупкого разрушени . Молибден входит в состав матрицы сплава и, выдел  сь из нее в виде вторичных карбидов (после отпуска), способствует достижению высокой гидроабра- зивной стойкости. Увеличива  прокаливаемость сплава, молибден способствует тому, что детали отличаютс  равномерной структурой по всему сечению отливки. Содержание молибдена менее 0,3% не приводит к значительному упрочнению карбидов (их микротвердость не возрастает ) и при этом не образуетс  достаточного числа вторичных карбидов. С повышением содержани  молибдена более 0,8% прироста гидроабразивной износостойкости не наблюдаетс .Molybdenum in the composition of cast iron is in the range of 0.3-0.8%. Molybdenum is introduced to strengthen the pig iron carbides, increasing the hardenability. When present in eutectic type carbides, molybdenum increases their strength and ductility, which increases their ability to resist the speed of abrasive particles, and reduces the likelihood of their brittle failure. Molybdenum is part of the alloy matrix and, precipitated from it in the form of secondary carbides (after tempering), contributes to the achievement of high water-abrasion resistance. By increasing the hardenability of the alloy, molybdenum contributes to the fact that the parts have a uniform structure over the entire section of the casting. A molybdenum content of less than 0.3% does not lead to a significant hardening of carbides (their microhardness does not increase) and at the same time a sufficient number of secondary carbides are not formed. With an increase in the molybdenum content of more than 0.8%, the increase in hydroabrasive wear resistance is not observed.

Алюминий в составе чугуна присутствует дл  раскислени , увеличени  коррозионной стойкости сплава. Активно взаимодейству  с кислородом, алюминий способствует наиболее полному удалению его из расплава. Остаточный алюминий, наход щийс  в твердом растворе, повышает его коррозионные свойства. При содержании алюмини  менее 0,1 % он не выполн ет функции раскислени  расплава. Увеличение содержани  алюмини  свыше 0,8% не приводит к дальнейшему росту коррозионной стойкости чугуна.Aluminum in the cast iron is present to deoxidize, increasing the corrosion resistance of the alloy. Actively interacting with oxygen, aluminum contributes to its most complete removal from the melt. Residual aluminum in solid solution increases its corrosive properties. When the aluminum content is less than 0.1%, it does not perform the function of melt deoxidation. An increase in the aluminum content above 0.8% does not lead to a further increase in the corrosion resistance of the iron.

Содержание ванади  в новом чугуне 0,1-0,6%. Ванадий оказывает благопри тное вли ние на структуру чугуна, измельча  эвтектические карбиды, Ванадий входит в состав вторичных карбидов (образующихс  при отпуске) и повышает их пластичность, делает карбидную фазу мелкодисперсной. При содержании ванади  менее 0,1% его вли ни  на диспергирование карбидной фазы не наблюдаетс . Увеличение содержани  ванади  более 0,6% не приводит к дальнейшему измельчению карбидов.Vanadium content in the new cast iron is 0.1-0.6%. Vanadium has a beneficial effect on the structure of cast iron, grinding eutectic carbides, Vanadium enters into the composition of secondary carbides (produced during tempering) and increases their plasticity, making the carbide phase finely dispersed. When the vanadium content is less than 0.1%, its effect on the dispersion of the carbide phase is not observed. An increase in the vanadium content of more than 0.6% does not lead to further grinding of the carbides.

Титан в чугуне находитс  в пределах 0,1-0,6%. Титан вводитс  в чугун дл  повышени  гидроабразивной износостойкости. Облада  большим сродством к углероду, чем хром, молибден и ванадий, титан приThe titanium in the cast iron is in the range of 0.1-0.6%. Titanium is introduced into cast iron to increase water-jet abrasion resistance. Possessing greater affinity for carbon than chromium, molybdenum and vanadium, titanium at

кристаллизации расплава образует многочисленные карбиды, которые,  вл  сь центрами кристаллизации, измельчают структурные составл ющие сплава. При 5 этом карбиды титана отличаютс  высокой твердостью и прочностью. Образование специальных карбидов титана приводит к увеличению концентрации хрома в твердом растворе. Это способствует повышениюThe melt crystallization forms numerous carbides, which, being the centers of crystallization, grind the structural components of the alloy. With this, titanium carbides are distinguished by high hardness and strength. The formation of special titanium carbides leads to an increase in the chromium concentration in the solid solution. This contributes to

0 коррозионной стойкости чугуна без снижени  его износостойкости. При содержании титана менее 0,1 % его вли ни  на увеличение гидроабразивной стойкости недостаточно . Повышение содержани  титана0 corrosion resistance of cast iron without reducing its wear resistance. When the titanium content is less than 0.1%, its effect on the increase in hydroabrasive resistance is not enough. Increase titanium content

5 более 0,6% приводит к охрупчиванию сплава .5 more than 0.6% leads to embrittlement of the alloy.

Содержание кальци  в чугуне находитс  в пределах 0,025-0,08%. Раствор  сь в аус- тените чугуна по способу внедрени , каль0 ций измен ет энергетическое состо ние матрицы, приводит к увеличению микроискажений кристаллической решетки, что создает повышенную плотность дислокаций . При этом по вл етс  дополнительныйThe calcium content in the iron is in the range of 0.025-0.08%. When dissolved in the state of cast iron by the method of insertion, calcium changes the energy state of the matrix, leading to an increase in crystal lattice micro-distortions, which creates an increased dislocation density. In this case, an additional

5 стимул к диффузии растворенных в матрице молибдена и ванади  элементов, способных образовывать вторичные карбиды (при отпуске ). Это благопри тно сказываетс  на повышении гидроабразивной стойкости чу0 гуна в термообработанном состо нии, помимо этого, создава  дополнительные искажени  кристаллической решетки, кальций способствует повышению твердости мартенсита закалки. При этом не происхо5 дит уменьшени  количества остаточного аустенита, что повышает способность сплава противосто ть коррозии, а следовательно , ведет к значительному приросту гидроабразивной стойкое.™ сплава в состо0  нии термоулучшенм . При вводе кальци  в состав сплава количество вторичных карбидов увеличиваетс  на 10-15%. Повышение плотности дислокаций приводит к повышению микротвердости мартенсита закалки на5 stimulus for diffusion of elements dissolved in the matrix of molybdenum and vanadium that can form secondary carbides (during tempering). This favorably affects the increase in the hydroabrasive resistance of iron in a heat-treated state; in addition, by creating additional distortions of the crystal lattice, calcium contributes to an increase in hardness of quenching martensite. It does not reduce the amount of residual austenite, which increases the ability of the alloy to resist corrosion, and, consequently, leads to a significant increase in the hydroabrasive resistant ™ of the alloy in the state of thermal improvement. When calcium is introduced into the alloy, the amount of secondary carbides increases by 10-15%. An increase in the dislocation density leads to an increase in the microhardness of martensite quenching at

5 480-580 Н/мм2, При этом не происходит уменьшени  количества остаточного аустенита . Така  микроструктура  вл етс  оптимальной дл  достижени  высоких значений гидроабразивной износостойкости метал0 ла.5 480-580 N / mm2, At the same time, the amount of residual austenite does not decrease. Such a microstructure is optimal for achieving high values of hydro abrasive wear resistance of the metal.

Таким образом, совместное вли ние углерода , кремни , марганца, никел , хрома, меди, молибдена, алюмини , ванади , титана и кальци  про вл етс  в следующем. Уг5 лерод  вл етс  необходимым элементом дл  образовани  карбидов, которые способствуют достижению требуемой гидроабра- зив ной стойкости. Кремний  вл етс  раскислителем и способствует упрочнению матрицы сплава. Марганец, понижа  температуру начала мартенситного превращени , дополнительно упрочн ет матрицу сплава. Никель примен етс  дл  подавлени  перлитного превращени  и повышени  коррозионной стойкости. Хром, образу  эвтектические карбиды, обеспечивает требуемую гидроабразивную износостойкость и, раствор  сь в матрице чугуна, обеспечивает высокую коррозионную стойкость. Медь способствует повышению гидроабразивной износостойкости. Молибден упрочн ет карбиды и увеличивает прокаливаемость. Алюминий, активно раскисл   расплав и раствор  сь в матрице, увеличивает коррозионную стойкость. Ванадий и титан, измельча  карбидную фазу и вход  в состав специальных карбидов, повышают гидроабразивную износостойкость . Кальций обеспечивает повышенные эксплуатационные свойства материала, раствор  сь в матрице сплава по способу внедрени , измен ет ее энергетическое состо ние , приводит к увеличению микроиска- жений кристаллической решетки, что создает дополнительный стимул дл  диффузии растворенных в матрице молибдена и ванади , это увеличивает количество вторичных карбидов (образующихс  при отпуске ), при этом происходит значительное увеличение гидроабразивной стойкости чугуна , также повышаетс  микротвердость матрицы за счет упрочнени  мартенсита закалки (без уменьшени  количества остаточного аустенита), привод ща  к повышению сопротивл емости сплава гидроабразивному воздействию в термообработанном состо нии .Thus, the combined effect of carbon, silicon, manganese, nickel, chromium, copper, molybdenum, aluminum, vanadium, titanium, and calcium appears in the following. A carbon 5 is an essential element for the formation of carbides that contribute to the attainment of the desired hydro-abrasion resistance. Silicon is a deoxidizing agent and promotes hardening of the alloy matrix. Manganese, by lowering the onset temperature of the martensitic transformation, further strengthens the alloy matrix. Nickel is used to suppress pearlite transformation and to increase corrosion resistance. Chromium, forming eutectic carbides, provides the required hydroabrasive wear resistance and, when dissolved in the cast iron matrix, provides high corrosion resistance. Copper contributes to an increase in hydroabrasive wear resistance. Molybdenum strengthens carbides and increases hardenability. Aluminum, actively melt and dissolve in the matrix, increases corrosion resistance. Vanadium and titanium, grinding the carbide phase and the entry into the composition of special carbides, increase hydroabrasive wear resistance. Calcium provides enhanced performance properties of the material, dissolving in the alloy matrix according to the method of introduction, changes its energy state, leads to an increase in the microdistortion of the crystal lattice, which creates an additional stimulus for diffusion of molybdenum and vanadium dissolved in the matrix, this increases (formed during tempering), with a significant increase in the hydroabrasive resistance of cast iron, and the microhardness of the matrix also increases due to the hardening of martensi quenching (without reducing the amount of residual austenite), leading to an increase in the resistance of the alloy to water-vapor impact in the heat-treated state.

От известного чугуна предлагаемый новый сплав отличаетс  повышенным содержанием хрома и дополнительным вводом кальци . При этом (в результате последующей термической обработки) образуетс  коррозионностойка  аустенито-мартен- ситна  матрица, упрочненна  специальными сложнолегированными карбидами. В матрице равномерно распределены эвтектические карбиды МуСз.From the known cast iron, the proposed new alloy is distinguished by a high content of chromium and an additional input of calcium. At the same time (as a result of subsequent heat treatment) a corrosion-resistant austenite-martensitic matrix is formed, strengthened with special complex-alloyed carbides. The eutectic carbides MuS are uniformly distributed in the matrix.

В составе предлагаемого сплава вли ние кальци  иное, что обусловлено всем комплексом химических элементов, включенных в состав материала. Наличие в сплаве до 3% марганца, до 1% никел , до 0,8% меди, до 3% кремни  создает дополнительный стимул к растворению кальци  в матрице сплава.In the composition of the proposed alloy, the effect of calcium is different, which is due to the entire complex of chemical elements included in the composition of the material. The presence of up to 3% manganese in the alloy, up to 1% nickel, up to 0.8% copper, up to 3% silicon creates an additional stimulus for the dissolution of calcium in the alloy matrix.

Таким образом, кальций в составе чугуна про вл ет новую функцию. В количестве 0,025-0,08% кальций повышает гидроабразивную износостойкость материала в термообработанном состо нии. Нова  функци Thus, calcium in cast iron exhibits a new function. In an amount of 0.025-0.08%, calcium increases the hydroabrasive wear resistance of the material in a heat-treated condition. New function

кальци  обусловлена тем, что кальций, раствор  сь в матрице чугуна по способу внедрени , способствует увеличению количества вторичных карбидов и упрочне- нию мартенсита закалки без уменьшени  количества остаточного аустенита.Calcium is caused by the fact that calcium, dissolved in the cast iron matrix by the method of introduction, promotes an increase in the amount of secondary carbides and hardening of quenching martensite without a decrease in the amount of residual austenite.

В результате описанных структурных изменений чугун приобретает высокую гидроабразивную износостойкость в термооб- работанном состо нии,As a result of the described structural changes, the cast iron acquires a high hydroabrasive wear resistance in a heat-treated state,

В таблице приведены составы нового чугуна 1-3, а также составы чугуна за пределами предлагаемого содержани  компонентов 4 и 5 и составы чугуна, выбранного в качестве прототипа 6-8.The table shows the composition of new cast iron 1-3, as well as the composition of cast iron outside the proposed content of components 4 and 5 and the composition of cast iron, selected as a prototype 6-8.

Опытные сплавы выплавл лись в открытой индукционной печи с основной футеровкой .Experimental alloys were melted in an open induction furnace with a base lining.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

Дл  получени  сплавов в качестве исходного сырь  используют стальной лом, содержащий углерод 0,20%, кремний 0,40%,For the production of alloys, scrap steel containing 0.20% carbon, 0.40% silicon, is used as a raw material.

марганец 0,40%, железо остальное. Стальной лом расплавл ют в печи и добавл ют дл  сплава 1, %: электродный графит 1,2; ферромарганец (ФМ-60) 0,835; никель 0,6; хром 11,0; медь 0,30; ферромолибден (ФМ70 ) 0,43; алюминий 0,15; феррованадий (ФВ- 70) 0,144; титанова  губка (90% Ti) 0,122; силикокальций (СК-45) 1,07.manganese 0.40%, iron else. Steel scrap is melted in a furnace and added to alloy 1,%: electrode graphite 1,2; ferromanganese (FM-60) 0.835; nickel 0.6; chromium 11.0; copper 0.30; ferromolybdenum (FM70) 0.43; aluminum 0.15; ferrovanadium (PVF-70) 0.144; titanium sponge (90% Ti) 0.122; silicocalcium (CK-45) 1.07.

По расплавлению стального лома дл  получени  сплава 2 добавл ют, %: электродный графит 1,45; ферромарганец (ФМ-60) 2,9; никель 0,8; хром 12,5; медь 0,55; ферромолибден (ФМ-70) 0,785; алюминий 0,65; феррованадий (ФВ-70) 0,5; титанова  губка (90% Ti) 0.54; силикокальций (СК-45) 3,50.After melting steel scrap, alloy 2 is added,%: electrode graphite 1.45; ferromanganese (FM-60) 2.9; nickel 0.8; chromium 12.5; copper 0.55; ferromolybdenum (FM-70) 0.785; aluminum 0.65; ferrovanadium (PV-70) 0.5; titanium sponge (90% Ti) 0.54; silicocalcium (CK-45) 3.50.

Дл  получени  сплава 3 в расплав добавл ют , %: электродный графит 1,70; ферромарганец (ФМ-60) 4,3; никель 1,0; хром 14,0; медь 0,80; ферромолибден (ФМ-70) 1,14; алюминий 1,20; феррованадий (ФВ-70)To obtain alloy 3,% is added to the melt: electrode graphite 1.70; ferromanganese (FM-60) 4,3; nickel 1.0; chromium 14.0; copper 0.80; ferromolybdenum (FM-70) 1.14; aluminum 1.20; ferrovanadium (PV-70)

0,86; титанова  губка (90% Ti) 0,38; силикокальций (СК-45) 6,0.0.86; titanium sponge (90% Ti) 0.38; silicocalcium (SC-45) 6.0.

Дл  получени  сплава 4 в расплав добавл ют , %: электродный графит 1,1; ферромарганец (ФМ-60) 0,1; никель 0,6; хром 10,9;To obtain alloy 4,% is added to the melt: electrode graphite 1.1; ferromanganese (FM-60) 0.1; nickel 0.6; chrome 10.9;

медь 0,2; ферромолибден (ФМ-70) 0,28; алюминий 0,1; феррованадий (ФВ-70) 0,12; титанова  губка (90% Ti) 0,13; силикокальций (СК-45) 0,80.copper 0.2; ferromolybdenum (FM-70) 0.28; aluminum 0.1; ferrovanadium (PV-70) 0.12; titanium sponge (90% Ti) 0.13; silicocalcium (CK-45) 0.80.

Дл  получени  сплава 5 в расплав добавл ют , %: электродный графит 1,8; ферромарганец (ФМ-60) 5,15; никель 1,1; хром 14,1; медь 0.9; ферромолибден (ФМ-70) 1,29; алюминий 1,1; феррованадий (ФВ-70) 0,87; титанова  губка (20% Ti) 1,4; силикокальций (СК-45) 0,62.To obtain alloy 5,% is added to the melt: electrode graphite 1.8; ferromanganese (FM-60) 5.15; nickel 1.1; chromium 14.1; copper 0.9; ferromolybdenum (FM-70) 1.29; aluminum 1.1; ferrovanadium (PV-70) 0.87; titanium sponge (20% Ti) 1.4; silicocalcium (CK-45) 0.62.

При проведении опытных плавок после ввода всех ферросплавов, контрол  химического состава и доводки расплава по всем легирующим элементам при достижении чугуном температуры окончани  плавки его разливают по литейным формам.When conducting experimental melts after entering all the ferroalloys, controlling the chemical composition and finishing the melt on all alloying elements, when the iron reaches the temperature of the end of melting, it is poured into casting molds.

Полученные образцы подвергают термической обработке по следующим режимам: отжиг при 820°С, закалка от 1050°С, отпуск при 220-230°С.The obtained samples are subjected to heat treatment in the following modes: annealing at 820 ° С, quenching from 1050 ° С, tempering at 220-230 ° С.

Микроструктура чугуна после термической обработки - разветвленный высокопрочный скелет эвтектических карбидов, расположенный в матрице. Структура матрицы - отпущенный мартенсит и мелкодисперсные вторичные сложнолегированные карбиды. Вторичные карбиды отличаютс  высокой прочностью и твердостью. Така  структура чугуна обеспечивает наиболее высокую гидроабразивную износостойкость.The microstructure of cast iron after heat treatment - branched high-strength skeleton of eutectic carbides, located in the matrix. The matrix structure is tempered martensite and fine secondary complex alloyed carbides. Secondary carbides are distinguished by high strength and hardness. Such a structure of cast iron provides the highest hydroabrasive wear resistance.

Испытани  гидроабразивной износостойкости производ т на специальной установке струйного типа с раздельным дозированием жидкости и абразива. В качестве абразивного материала используют электрокорунд с размером фракций 0,1-0,2 мм. Соотношение абразив-жидкость - 1/20. Реакци  среды рН 7-8.Hydroabrasive wear resistance tests are carried out on a special jet-type plant with separate dosing of liquid and abrasive. Electrocorundum with a size of fractions of 0.1-0.2 mm is used as an abrasive material. The ratio of abrasive-liquid - 1/20. The reaction medium pH 7-8.

Сведени  о результатах испытаний представлены в таблице.The results of the tests are presented in the table.

Из таблицы видно, что износостойкость нового чугуна в услови х гидроабразивногоThe table shows that the wear resistance of new cast iron in hydroabrasive conditions

воздействи  превосходит эту характеристику чугуна-прототипа в 1,5-1,7 раза.impact exceeds this characteristic of the prototype cast iron by 1.5-1.7 times.

Следовательно, по эксплуатационным характеристикам предлагаемый сплав пре- восходит чугун известного состава.Therefore, in terms of operating characteristics, the proposed alloy is superior to cast iron of known composition.

Claims (1)

Более высока  эксплуатационна  стойкость нового материала позвол ет значительно увеличить срок службы деталей, примен емых дл  работы в корозионно-а - разивных средах, сокращает затраты, св занные с ремонтом оборудовани . Формула изобретени  Износостойкий чугун, содержащий углерод , кремний, марганец, хром, никель, медь, молибден, алюминий, ванадий, титан и железо , отличающийс  тем, что, с целью повышени  гидроабразивной износостойкости в термообработанном состо нии; он дополнительно содержит кальций при сле- дующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод1,4-1,9The higher operational durability of the new material allows a significant increase in the service life of the parts used to work in corrosion-a-rich environments, reducing the costs associated with the repair of equipment. Claims of wear-resistant cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, molybdenum, aluminum, vanadium, titanium, and iron, characterized in that in order to increase the hydroabrasive wear resistance in a heat-treated condition; it additionally contains calcium in the following ratio of components, wt.%: Carbon1.4-1.9 Кремний0,5-3,0Silicon0.5-3.0 Марганец0,5-3,0Manganese 0.5-3.0 Хром11-14Chrome11-14 Никель.0,6-1.0Nickel.0,6-1.0 Медь0,3-0.8Copper 0.3-0.8 Молибден0,3-0,8Molybdenum 0.3-0.8 Алюминий0,1-0,8Aluminum0,1-0,8 Ванадий0,1-0.6Vanadium 0.1-0.6 Титан0.1-0,6Titan0.1-0.6 Кальций0,025-0,08Calcium0.025-0.08 ЖелезоОстальноеIronErest
SU894653424A 1989-02-21 1989-02-21 Wear resistant cast iron SU1731855A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894653424A SU1731855A1 (en) 1989-02-21 1989-02-21 Wear resistant cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894653424A SU1731855A1 (en) 1989-02-21 1989-02-21 Wear resistant cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1731855A1 true SU1731855A1 (en) 1992-05-07

Family

ID=21430036

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894653424A SU1731855A1 (en) 1989-02-21 1989-02-21 Wear resistant cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1731855A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087847A (en) * 2014-07-28 2014-10-08 宁国市宁武耐磨材料有限公司 Ball mill lining plate containing eutectic carbide

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ms 1076484.кл. С 22 С 37/10, 1982. Авторское свидетельство СССР № 1028734, кл. С 22 С 37/10, 1980. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087847A (en) * 2014-07-28 2014-10-08 宁国市宁武耐磨材料有限公司 Ball mill lining plate containing eutectic carbide

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105886933B (en) Hot work die steel with high tempering softening resistance and high toughness and manufacturing method thereof
CN101240402B (en) Cast high-boron high-speed steel for composite ring roller and heat treatment method thereof
CN100386462C (en) Boron contg. multi-element low alloyed wearable cast steel and prepn. thereof
CN102383066B (en) Abrasion resistant cast steel and preparation method thereof
CN101905395B (en) Low-hydrogen basic electrode for welding FV520 (B) stainless steel
US20150329945A1 (en) High-hardness, high-toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof
CN108950432A (en) A kind of high-intensitive, toughness low alloy wear resistant steel and its manufacturing method
CN101913034B (en) Low-hydrogen basic electrode for manual metal arc welding of FV520 (B) stainless steel
CN106591689A (en) Hypereutectic high-chromium alloy white cast iron chute lining plate and preparation method thereof
CN101550518A (en) Boron-containing multi-element low alloy wear resistant cast steel and preparing method thereof
GB2133805A (en) Ferrite-bainite cast iron with nodular graphite
CN106868420A (en) One kind forging superhigh intensity low-alloy wear-resistant steel and preparation method thereof
CN109735770A (en) Graphitiferous high-strength tenacity Bainite wear-resisting steel and preparation method thereof
CN1276113C (en) High boron foundry iron base anti-wear alloy and its heat treatment method
US4548643A (en) Corrosion resistant gray cast iron graphite flake alloys
CN103993239A (en) Mine wet mill liner and making method thereof
CN106893941B (en) A kind of low-alloy wear-resistant steel and its heat treatment method
CN111378909A (en) High-toughness high manganese steel lining plate and production process thereof
CN113897541B (en) High-chromium wear-resistant steel ball and casting process thereof
CN114717467A (en) Hypereutectic high-chromium cast iron material, preparation method and application thereof
CN1385549A (en) Intermediate carbon multielement low alloy wear-resistant casting steel
JPH083629A (en) Carburizing and quenching method
CN115537642B (en) Refining method of hypereutectic high-chromium cast iron primary carbide
US3702269A (en) Ultra high strength ductile iron
SU1731855A1 (en) Wear resistant cast iron