SU1740450A1 - Способ изготовлени изделий из высокохромистого чугуна - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : чугун заливают в форму и охлаждают в ней со скоростью 170-250°С/ч. После извлечени  из формы отливку отжигают при температуре на 50- 70°С ниже температуры солидуса. Нагрев под отжиг ведут с изотермическими выдержками при 200-250°С и при АС1 - (70-100)°С 1 табл

Description

Изобретение относитс  к области металлургии , в частности термической обработки отливок из высокохромистого чугуна

Известны способы изготовлени  изделий из высокохромистого чугуна

Основным недостатком этого способа  вл етс  наличие в отливках больших внутренних напр жений, св занных с неравномерностью остывани  и нагрева, а также неоднородностью структуры, отрицательно вли ющих на удароустойчивость.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ изготовлени  изделий из высокохромистого чугуна, включающий заливку чугуна в форму , регламентированное охлаждение, отжиг , закалку и отпуск.

Основным недостатком известного способа получени  изделий из высокохромистого чугуна  вл етс  то, что все исследовани  и рекомендации направлены на увеличение износостойкости. Однако р д деталей, в том числе и мелющие шары, выход т из стро , не изнашива сь в св зи с раскалыванием.

Ввиду низкой удароустойчивости высокохромистые чугуны дл  изготовлени  мелющих шаров до насто щего времени не наход т применени  в промышленности несмотр  на то, что имеют максимальную устойчивость против износа.

Цель изобретени  - повышение удароустойчивости изделий.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе изготовлени  изделий из высокохромистого чугуна, включающем заливку чугуна в форму, регулируемое охлаждение, отжиг, закалку и отпуск, целью повышени  удароустойчивости, охлаждение осуществл ют в форме и со скоростью 170-250°С/ч, а отжиг провод т при температуре на 50- 70°С ниже температуры солидуса, причем нагрев под отжиг ведут с изотермическими выдержками при 200-250°С и при ACI 70- 100°С.

Способ осуществл етс  следующим способом

После разлиики металла во избежание образовани  гор чих трещин и с целью снижени  термических напр жений отливки охСО

с

§

iЈw

IO1

5

лаждаютс  в форме со скоростью 170- 250°С/ч до 200-300°С. Затем отливки подвергаютс  специальной термической обработке - гомогенизационному отжигу дл  устранени  неоднородности металла, неизбежного в процессе затвердевани , измельчени  карбидов, выделени  вторичных фаз. Учитыва  сравнительно низкую теплопроводность хромистых чугунов отливки загружаютс  в печь, нагретую до 200-250°С и производитс  выдержка в течение 2-3 ч, затем нагреваютс  со скоростью 100°С/ч до температуры на 70-100°С ниже Aci, выдерживаютс  при этой температуре в течение 2-3 ч, далее нагрев идет по мощности печи до температуры на 50-70°С ниже температуры солидуса, выдерживаютс  при этой температуре в течение 5-6 ч и охлаждаютс  вместе с печью.

Высокохромистые чугуны имеют в литом состо нии грубую первичную структуру, гетерофазные участки, кристаллизующиес  в виде дендритов, развитую транскристаллизацию . Эти дефекты микрострукуры вызывают значительное снижение прочности и удароустойчивости. Больша  линейна  усадка и низка  теплопроводность сплава создают в отливках при определенных услови х внутренние остаточные напр жени , вызывающие гор чие и холодные трещины. Последующим закаливанием (нормализаци-  ми) не удаетс  исправить первичные дефекты микростурктуры, поэтому необходима дополнительна  термическа  обработка дл  устранени  дефектов литой микроструктуры и подготовки микроструктуры под закалку.

Указанна  предварительна  термическа  обработка позвол ет повысить ударо- устойчивость мелющих шаров в 2 раза.

В таблице представлены сравнительные результаты испытаний на удароустой- чивость мелющих шаров диаметром 60, 100 мм следующего химического .состава, %: углерод 2,3-3,0; кремний 0,4-0,8; марганец 0,4-0,6; хром 16-18; молибден 0.4-0,6.

Удароустой чивость (количество ударов до разрушени ) определ лась на вертикальном копре с энергией удара бойка 650 Дж - дл  шаров диаметром 60 мм, 1250 Дж - дл  шаров диаметром 100 мм.

Как видно из таблицы удароустойчи- вость шаров повышаетс  с применением предварительной термической обработки, при этом максимальное повышение удароустойчивости наблюдаетс  при комплексной предварительной термической обработке путем охлаждени  отливок в форме и со скоростью 170-250°С/ч в области минимальной устойчивости аустенита до

200-300°С и гомогенизационного отжига со ступенчатым нагревом и выдержками при 200-250°С на 70-100° ниже ACI и на 50-70°С ниже линии солидус.

Способ включает охлаждение после заливки со скоростью 170-250°С/ч, при котором образуетс  а -фаза, возрастает количество тригональных изолированных карбидов типа МеуСз, а твердый раствор

обедн етс  углеродом, при этом охлаждение происходит без напр жений и, следовательно , исключаетс  возможность по влени  микротрещин гор чего и холодного происхождени . Затем следует гомогенизационный отжиг, при котором происходит превращение а-фазы в аусте- нит и при нагреве до температуры на 50- 70°С ниже солидус раствор ютс  карбиды и обогащаетс  твердый раствор углеродом,

хромом и другими легирующими элементами . В св зи с дополнительным легированием металлической основы, получением однофазного аустенита, перекристаллизацией , сн тием напр жений и выделением

более мелкодисперсных вторичных фаз, а также как следствием этих процессов - повышением прокаливаемости после закалки и отпуска, повышаетс  удароустойчивость отливок из высокохромистых чугунов.

Применение предварительной термической обработки путем охлаждени  в форме в области минимальной устойчивости аустенита (600-700°С) со скоростью 200°С/ч повышает суммарное количество ударов до

разрушени  на 5-30% по сравнению со способом без предварительной термической обработки. Но при этом сохран етс  груба  первична  структура и гетерофазные участки .

Применение предварительной термической обработки путем гомогенизационного отжига устран ет неоднородность структуры , но имеютс  микротрещины и межзерен- ные разрывы как результат неравномерного

охлаждени , повышение количества ударов до разрушени  по сравнению со способом без предварительной термической обработки (прототипом) составл ет 40%.

Предлагаемый способ может быть использован при изготовлении изделий из высокохромистого чугуна, предназначенных дл  работы в услови х ударных нагрузок при абразивном изнашивании в различных отрасл х промышленности, например в цементной , дл  шаров и бронеплит шаровых

мельниц.

Ожидаемый экономический эффект от внедрени  предлагаемого способа может быть получен за счет снижени  удельного

расхода мелющих шаров и составит 25783 руб. на одной мельнице.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ изготовлени  изделий из высокохромистого чугуна, включающий заливку чугуна в форму, регулируемое охлаждение, извлечение отливки из формы, отжиг, закалку и отпуск, отличающийс  тем, что, с целью повышени  удароустойчивости, охлаждение осуществл ют в форме и со скоростью 170-250°С/ч, а отжиг провод т при температуре на 50-70°С ниже температуры солидуса, причем нагрев под отжиг ведут с изотермическими выдержками при 200- 250°С и при АС1 -(70-100)°С.