Зносостійкий чавун

Зносостійкий чавун, що містить залізо, вуглець, кремній, марганець, нікель, хром, титан, який відрізняється тим, що він додатково легований алюмінієм при такому співвідношенні компонентів, мас. %: вуглець 1,4-1,8 t кремній 0,4-1,0 марганець 6,0-11,0 нікель 0,3-1,0 хром 0,8-2,5 алюміній 0,01-0,1 титан 0,1-0,5 залізо решта. Корисна модель належить до галузі металургії І може бути використана для виготовлення елементів броні шарових млинів, мелючих тіл та ін. В роботі [1] наведені склади економно легова них зносостійких чавунів марки 220Х2Г(2-6), які містять залізо, вуглець, хром, марганець, кремній, а також сірку та фосфор при відповідному співвідношенні компонентів, мас.%: Марка чавуну 220Х2Г2 220Х2Г4 220Х2Г6 С 2,18 2,15 2,18 Сг 2,15 2,09 1,98 Цей чавун має досить високу відносну абразивну зносостійкість, в 2,0-2,8 рази вищу, ніж у сталі 110Г13Л, але ударно - абразивна зносостійкість такого чавуну не перевищує значень 0,7-0,8 відносних одиниць. Найбільш близьким за складом до запропонованого є чавун [2], який містить вуглець, кремній, марганець, нікель, хром, ванадій, титан та залізо при наступному співвідношенні компонентів, мас %: 1,8-2,8 Вуглець 0,4-0,6 Кремній 5,0-10,0 Марганець 0,1-2,0 Нікель 0,5-2,0 Хром 0,2-0,4 Ванадій 0,03-0,1 Титан Решта. Залізо Недоліком цього чавуну є, насамперед, його низька ударно - абразивна зносостійкість по відношенню до сталі 110Ґ13Л. В основу корисної моделі поставлено задачу Мп 1,95 2,20 2,10 Si 0,72 0,68 0,71 S 0,022 0,025 0,019 Р 0,026 0,030 0,027 Fe Решта Решта Решта удосконалення зносостійкого чавуну, в якому за рахунок введення додаткового компоненту та оптимізації складу забезпечується підвищення рівня ударно - абразивної зносостійкості чавуну до значень, перевищуючих показники сталі 110Г13Л, що дозволить застосовувати його замість цієї сталі у відповідальних відливках. Поставлена задача вирішується тим, що чавун, який містить залізо, вуглець, кремній, марганець, нікель, хром, титан, згідно з корисною моделлю, додатково легований алюмінієм при наступному співвідношенні компонентів: Вуглець 1,4-1,8 Кремній 0,4-1,0 Марганець 6,0-11,0 Нікель 0,3-1,0 Хром 0,8-2,5 Алюміній 0,01-0,1 Титан 0,1-0,5 Залізо Решта. Цей чавун виплавляли в 400 - кг індукційній печі та розливали в піскові форми на відливки CM ю ю 5520 броневих футерувальних плит вагою 40-42 кг. Модифікування чавуну алюмінієм та титаном виконували в ковші Всього було відібрано 3 зразки чавуну запропонованого хімічного складу та 2 зразки з вмістом компонентів, які виходять за межі запропонованого складу. Додатково був також виплавлений чавун по А.С. №707987, (прототип), який модифікували в ковші титаном та ванадієм. Відливки проходили термічну обробку за таким режимом: нагрівання до 900°С, витримка при цій температурі протягом 3 год., гартування у воду, а потім відпускання при 250°С протягом 3 год. Відносну ударно - абразивну зносостійкість чавунів вимірювали на обладнанні, в якому закріплені зразки розміром 20x40x10мм оброблялись потоком піску під кутом 90°. Відносну зносостійкість зразків оцінювали по втраті їхньої ваги після випробовування впродовж 10 хвилин. Еталоном для вимірювання слугувала загартована сталь 110Г13Л. Хімічний склад досліджених чавунів наведений в таблиці 1. У складі чавуну знаходились, як домішки, сірка та фосфор. Таблиця Плавка № 4 5 6 С Si Mn Ni Сг 2,4 0,56 7,0 1,0 0,3 0,4 0,7 1,0 1,1 5,0 6,0 9,0 11,0 11,5 0,2 0,3 0,6 1,0 1,2 0,7 0,8 2,0 2,5 3,0 Ті В цій же таблиці наведена ударно-абразивна зносостійкість досліджених зразків. Як можна бачити з цих даних, відносна ударно-абразивна зносостійкість відомого чавуну (№1) має знижений рівень, внаслідок наявності крихкого карбідного каркасу, який легко руйнується швидкими абразивними частинками. Зразки 3-5 мають рівень зносостійкості на 3045% більший, ніж у відомого чавуну, та перевищують рівень сталі 110Г13Л. Структура цього чавуну складається з метастабільного аустеніту з рівномірно розподіленими частинками евтектичних карбідів. Зразок 2 має знижений рівень зносостійкості, внаслідок наявності в структурі великої кількості крихкого мартенситу через малу кількість марганцю та нікелю Структура зразку 6 внаслідок великої кількості вуглецю, марганцю та хрому складається із стабільного аустеніту, армованого крихким цементним каркасом Модифікування чавуну алюмінієм та підвище Комп'ютерна верстка А. Крулевський 0,003 0,01 0,04 0,1 0,17 V Fe 0,33 86,94 0,83 0,07 0,1 0,3 0,5 0,6 Al Відносна ударноабразивна зносостійкість 0,07 1,7 1,3 1,4 1,6 1,8 2,0 1 прототип 2 3 Склад, % мас. 0,1 92,427 90,99 85,76 82,10 80,33 0,95 1,12 1,21 1,07 0,91 ною кількістю титану дозволяє одержати потрібну морфологію структури чавуну подрібнення аустенітних зерен, рівномірне розподілення карбідів, та ін., підвищуючи рівень зносостійкості. При меншій, ніж визначено формулою, кількості алюмінію та титану модифікуючий вплив цих елементів не проявляється. При перевищенні кількості цих елементів в складі чавуну утворюється значна кількість великих карбідів, знижуючи зносостійкість чавуну. Більш висока зносостійкість запропонованого чавуну дозволить підвищити час роботи деталей металургійного обладнання. Джерела інформації1 1. Л.С. Малинов, И Е. Малышева, В.Л. Малинов Использование эффекта самозакалки при нагружении регулирование структуры и мартенситного превращения для повышения износостойкости экономнолегированных чугунов.// Металл и литье Украины. -2001. -№10-11 -с. 12-14. 2. Т.С. Ветрова, М.И. Сальман. Чугун. А.С. СССР №707987 кл. С22С 37/08, 1980г. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти І науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ - 42, 01601