SU960300A1 - Чугун - Google Patents

Description

Твердость, НВ 285-295 Относительна 

.износостойкость .1,48-1,75 Известный состав чугуна примен етс  дл  отливок, к которым предъ вл ютс  :требовани  по износостойкоети и механическим свойствам 2}.

Недостатком данного чугуна  вл ет .с  незначительна  его износостойкость при работе в гйдроабразивных услови х

Цель.ю изобретени   вл етс  повышение износостойкости чугуна при сохранении механических свойств.

Цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марга нец , медь, никель, хром, алюминий, барий, стронций, редкоземельные металлы , магний, кальций, молибден, бор, олово и железо, дополнительно содержит цирконий, ванадий, вольфра при следующем соотношении компонентов , вес.%:

3/2-3,8

Углерод- г 3,3-4,5

Кремний 0,6-1,5 .

Марганец 1 -2,5

Медь 0,5-1,5

Никель 0,07-0,25

Хром 0,05-1,5

Алюминий 0,005-0,1

Барий 0,005-0,1

Стронций

Редкоземельные

0,01-0,2 .

металлы 0,025-0,08

Магний 0,01-0,15

Кальций 0,2 -0,85

Молибден 0,001-0,08

Бор 0,01 -0,25

Олово 0,1 -0,5

Цирконий 0,01 -0,3

Воль фрам 0,01 -0,3

Ванадий Остальное

Железо ЧуГун в качестве примесей содерж вес.%:

Серу 0,01-0,001 Фосфор 0,01-0,05 Дополнительное введение в состав чугуна легирук цих элементов циркони  0,1-0,5%, ванади  0,01-0,3%, и вольфрама 0,01-0,3% способствует упрочнению металлической матрицы, повышению его износостойкости.

Цирконий в составе чугуна с,пособсТвует измельчению перлитной структры чугуна. Он вызывает измельчение и одновременно увеличение включений шаровидного графита в чугуне, что в свою очередь повышает физико-механические свойства чугуна. Он энергичн

соедин етс  в жидком чугуне с кисло- родом, серой-, азотом, св зыва  их в тугоплавкие соединени , что также способствует увеличению износостойкости . Особенно эффективно в этом направлении вли ние циркони  совместно с мёдьй и модифицирующими элементами - редкоземельными металлами, магнием и барием, способствующими равномерному его распределению в

0 структуре матрицы. Нижний предел содержани  циркони  в чугуне 0,1% ограничиваетс  тем, что при наличии его в составе менее 0,1% его вли ние на измельчение металлической основы чугуна и включений шаровидно5 го графита и на их увеличение не про вл етс . При содержании в чугуне 0,1% циркони  .совместно с 0,2% редкоземельных металлов при наличии бари , кальци  и магни  происходит

0 значительное измельчение металлической матрицы чугуна, графита и увеличение количества его. При содержании в чугуне более 0,5% -.циркони  в чугуне по вл ютс  первичные карбиды, от5 бел, что вызывает значительное понижение его физико-механических свойств.

Введение в состав чугуна вольфрама и ванади  в количествах по 0,01-0,3% способствует упрочнению металлической

0 ;матрицы чугуна, получению более высокой твердости, повыша  при этом износостойкость чугуна. При этом их присадка в чугун одновременно увеличивает сопротивление хрупкому разруше5 нию чугуна.

При содержании в чугуне менее 0;01% ванади  и вольфрама их действие на упрочнение матрицы чугуна и на-увепи « чение его износостойкости не про вл етс . Наличие в чугуне более 0,3% ва0 нади  и вольфрама вызывает образование первичных карбидов и отбел чугуна , что вызывает ухудшение свойств 4yryyai

5

Медь, никель, молибден, олово, бор в составе чугуна вызывают повышение его физико-механических свойств, способствуют увеличению его износостойкости .

0

Модифицирующие элементы - кальций, магний, барий, стронций и редкоземельные металлы способствуют рафинированию , дегазации и десульфурации чугуна , а также получению в нем шаровид5 ной формы графита.

Составы расплавленных и испытанных чугунов приведены в табл. 1.

Чугуны выплавл ют в индукционной печи емкостью 30 кг. ПредлагаеквзШ состав чугуна получают путем вьшлавки исходного чугуна с добавкой в него легирующих элементов никел , меди, алюмини , молибдена, бора олова, циркони , вольфрама, ванади  и последующего его модифицировани  комплексным модификатором, содержащим, вес.%: М 1гний 8, кальций 12,5 барий 2, стронций редкоземельные мвггшлы 1,5, кремний 46, остальное - железо . Чугун в орйч д гфэдифицируют ФС 75 в количестве 1% от веса жидкого чугуна.

, . , Дл  исследовани  структуры, механических свойств и износостойкости чугуна запивают трефовиднме пробы и клинь , которые проход т термическую обработку нормализацию по режиму: нагрев до , выдержку 1,5 Ч, охлаждение на воздухе, с последуюЬ1им отпуском при 620®С в течение 1ч.

Механические свойства и микроструктуру чугуна исследуют на образцах, вырезанных из трефовидных проб. Гкдроабразивную износостойкость чугуна испытуюто на образцах в виде пластин размером 60f30if3 tau в воде с содержанием абразива (песка) до 10%. После испытаний по потере веса пластин определ ют скорость износа материала (в г/ч).

Износостойкость чуГУНОВ при сухом трении определ ют на образцах диаметром 6 мм, высотой 15 мм, иа машине трени  МТ-62М.УСЛОВИЯ испытани  на износостойкость: скорость вращени  образцов V 8 м/с при удельном давлении Р « 50 кг/см, врем  испытани  200 мин.

По потере веса образцов до и после испытаний определ ют износостойкость чугуна.

Механические свойства, износостойкость и микроструктура испытываемых чугунов приведены в табл. 2.

N

(б d s ч о « Р

N

ем

ю 00

гЧ

чН

г

N

ГО

00

о

о

N

VC

ч

чЧ

о

00

со

оо г

Ч ччг

Ч

00

со

гг- стг

«

VO

ЪО

VO Оч

ег1

сл а

ф р

fn tH

п

ч

Сргизнительные испытани  предлагае;мого состава чугуна показывают, что износостойкость его в гидроабраэивной среде увеличиваетс  на , а износостойкость при сухом трении на 10-15% (по сравнению с известным)

При этом г/юханические свойства предлагаемого состаэа чугуна наход тс  на достаточно высоком уровне.

Предел прочности при

раст жении, кг/мм 96,4-97,6

Относительное

удлинение, %4,2-5,0

Ударна  в зкость, , Кгс/см 4,0-4,8

Твердость, НВ 310-Ji2

По предварительным расчетам технико-экономический эффект от применени  предлагаемого состава чугуна составит 10-15 руб. на 1т отливок за счет повышени  гидроабразивной износостойкости,чугуна на 15-25%, что и соответственно увеличит срок службы деталей машин, работающих в гидроабразивных средах.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР 735923, кл. С 22 С 37/04, 1980.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке 9 2942575/22-02/,

кл. С 22 С 37/10, 1980.