SU998563A1 - Чугун - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлур гической промышленности, в частнос к металлургии чугуна, используемого дл  изготовлени  деталей, работающи :в услови х абразивного износа и изгибающих нагрузок . Известны чугуны 1 типа Нихард содержащие, вес.%; Углерод 3,0-3,6 Кремний 0,4-0,7 Марганец 0,4-0,7 Медь 1,5 Никель 3,4-4,75 Хром 1,4-2,5 В СССР они не нашлн широкого применени  дефицитности никел , а также относительно низких литейных свойств. Известен износостойкий , содержащий компоненты в следующих ко личествах, вес.%: Углерод 2,8-3,6 Кремний 0,5-0,8 МарганецДО 1,0 . Хром. 12-18 Молибден2,0-3,0 Железо Остальное сданный чугун обладает пониженной прочностью и неудовлетворительной ме ханической обрабатываемостью. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемснму результату  вл етс  чугунСз следующего химического состава, вес.%: Углерод 1-3 Кремний 0,5-2 Хром 10,3-35 Молибден 0,2-3 Ванадий 0,1-1 Алюминий Не более 0,5 Железо Остальное Недостатком известного чугуна  вл етс  низкое сопротивлениэ изгибу , так как при содержании хрома более 10% прочность :белого чугуна значительно падает (по вл етс  достаточно сильное вли ние на это свойство хрупкой ледебуритной составл ющей). Целью изобретени  «вл етс  повькиение сопротивлени  изгибу. Цель достигаетс  тем., что чугун, содержащий углерод,.кремний, йарганец , хром, молибден, ванадий, алюминий и железо, имеет следующий химический состав, вес.%: Углерод 2,2-2,6 Кремний 0,5-0,8 Марганец 1,2-1,5 Хром5,0-6,0 Молибден 0,3-Х), 5

Ванадий 0,2-0,35

Алюминий 0,2-0,3

ЖелезоОстальное

Нижний предел содержани  углерода (2,2%) обусловлен стремлением дос )Тичь необходимый уровень изностой.кости , а повышение содержани  углерода более 2,6%-влечет за собой снижение прочности, вызванное ликвидацией углерода. Кроме того, хромистые чугуны с содержанием углерода более 3% имеют низкую механическую обрабатываемость .

Содержание хрома в предлагаемом чугуне 5-6% лимитируетс  требованием получени  изностойкости, с одной стороны , и необходимой прочности - с другой.

Введение алюмини  в состав чугуна вызвано необходимостью получени  мелкозернистой литой структуры, котора  обладает более высокими прочностными свойствами. При легировании алюминием менее 0,2% свойства чугуна практически не измен ютс . Модифицирование алюминием в количестве 0,2-0,3% литое зерно измельчает наилучшим образом. При увеличении содержани  алюмини  более 0,5% резко увеличиваетс  количество неметаллических включений.

Легирование ванадием позволит воздействовать на формирование структуры в процессе термообработки. Добавка ванади  менее 0,20% не оказывает заметного вли ни  на свойства чугуна . При увеличении его содержани  до 0,35% заметно измельчаетс  вторична  структура благодар  образовавшимс  карбидам. Измельчение вторичной структуры приводит к увеличению прочности и росту износостойкости термообработанного чугуна. Дальнейший рост содержани  данного элемента .влечет за собой снижение прочности и ухудшение шлифуемости чугуна. Добавка молибдена в количестве, не превышающем 0,3% не вли ет на свойства чугуна. При содержании в не молибдена 0,3-0,5% сильно увеличиваетс  прокаливаемость и св занные с ней прочностные характеристики. Введение в- состав материала более 0,5% молибдена экономически невыгодно: ,

Часть его может быть заменена в данном случае марганцем. Введение в состав чугуна марганца меньше 1,2% не дает эффекта увеличени  прокаливаемрсти .

Повышение содержани  марганца больше 1,2% позвол ет увеличить прокаливаемость отливок, а следовательно , и их прочность и снизить содержание дефицитного молибдена. Рост содержани  марганца в чугуне больше 1,5% не дает дополнительных преимуществ , так как прокаливаемость обеспечиваетс  на достаточно высоком уровне.

Проведено сравнительно исследование структуры и свойства плавок предлагаемого и известного чугунов. 3% С этой целью выплавлены чугуны, составы которых приведены в табл.1.

Таблица 1

1 2,20 0,501,205,000,300,20

2 2,36 0,481,375,400,430,26

3 2,60 0,801,506,000,500,30 2,5 0,7Примесь11,00,30,2

Все плавки отличались по оптимальному режиму, обеспечивающему наибольшее снижение твердости s нагрев до , выдержка в течение 1 затем охлаждение с печью до 730°С и выдержка при этой температуре в течение 2 ч, и наконец, нагрев с печью до и выдержка на прот жении 4ч.

Сравнительна  обрабатываемость Ьценивалась при точении заготовок

0,20 Остальное 0,21 Остальное 0,35

0,2

опытных плавок резцом ТК 8 на токарном станке.

Оценка прочности проводилась по величине разрушающей нагрузки при испытании призматических образцов сечением 10 х 10 мм с разрезом Менаж на изгиб сосредоточенной нагрузкой. Количество образцов на точку 5 шт.

Данные по отжигаемости и прочности при изгибе приведены в табл.2. Примечание: обрабатываемость Из табл.2 видно, что сопротивлен предлагаемого чугуна выше, а разбро значений разрушающей нагрузки мень ,ше, чем известного. Таким образом, предлагаемый состав белого чугуна, облада  высокой износостойкостью, имеет более иысЬ .кую прочность и лучшую обрабатываемость . . Применение предлагаемого чугуна позволит повысить стойкость деталей в 4 раза, снизить расход дефицитног молибдена максимально в 6 раз. Ожидаемый экономический зффект от внед рени  предлагаемого чугуна на Лутугин ом заводе прокатных валков составит 400 тыс. руб.

Claims (3)

1. Таблица стали Х12М прин та за 100%. Формула изобретени  Чугун, содержаний углерод, крем , марганец, хром, молибден, ваий , алкминий .и железо, отлиющийс  тем, что, с целью ышени  сопротивлени  изгибу, .содержит компоненты при следуюсоотношении , вес.%t 2,2-2,6 Углерод 0,5-0,8 Кремний 1,2-1,5 Нарганец 5,0-6,0 0,3-0,5 Молибден 0,20-0,35 Ванадий 0,20-0,30 Алюминий Осталь нов Железо

   7998563fc

   Источники информации,
2. 2. РТМ-28-61 Применение иэносоприн тые во внимание при экспертизестойких сплавов дл  быстроизиашиваю1 . Терек А., Байка Л., Легирован-ишхс  деталей.

   ный чугун - конструкционный матери
3. 3. Патент Японии № 52-28038,

   ал. Металлурги , 1978, с. 182. ,кл. 10 J 183, 1978.