Чавун для робочого шару прокатних валків

Чавун для робочого шару валків, що містить вуглець, кремній, марганець, хром, нікель, молібден, ванадій, залізо і супутні елементи та обумовлені процесом одержання домішки, який відрізняється тим, що він додатково містить бор з умовою забезпечення виділення вільного графіту розміром до 50 мкм в кількості 1-3 об. % на 1 мм2 площі поля зору металографічного шліфа чавуну, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вуглець 2,8-3,5 кремній 0,6-1,2 марганець 0,4-1,0 хром 1,2-2,0 нікель 3,6-4,5 молібден 0,3-1,0 ванадій 0,1-0.5 бор 0,03-0,10 залізо та домішки решта. Винахід відноситься до металургії, зокрема до розробки складів сплавів, призначених для робочого шару прокатних валків, що працюють в умовах підвищеного зносу і знакозмінних навантажень. Відомий чавун для прокатних валків [1] з неявно вираженим відбілом, що має наступний хімічний склад, мас.%: вуглець 2,7...3,1, кремній до 1,0, марганець 0,3...0,4, фосфор до 0,50, сірка до 0,10. Валки з неявно вираженим відбілом характеризуються наявністю в їх робочому шарі рівномірно розподіленого графіту, кількість якого залежить від призначення валка. Дані валки часто застосовують для прокатки товстого листа. До недоліків вищенаведеного чавуну слід віднести відсутність в його складі легуючих елементів, сприяючих підвищенню експлуатаційних характеристик прокатних валків, зокрема зносостійкості і теплостійкості. Найбільш близьким до того, що заявляється по технічній суті є ливарний сплав для робочої частини валків [2], що містить компоненти при наступному співвідношенні, мас.%: вуглець 2,0...3,5, кремній 1,0...2,0, марганець 0,5...2,0, хром 1,0...3,0, нікель 3,5...4,9, молібден 0,2...2,9, ванадій 0,5...5,9 з умовою, щоб 1,0...3,0об.% графітових частинок були з розподілом більше 20, проте менше 100 частинок на 1мм2 площі металографічного шліфа матеріалу, решта - залізо та домішки. Приведений склад має дуже широкі межі варіювання і при високому вмісті дорогих легуючих елементів (нікель, молібден, ванадій) він має високу вартість. Високий вміст в його складі карбідоутворювальних елементів знижує ударну в'язкість матеріалу робочого шару прокатного валка, що погіршує його експлуатаційну стійкість. Крім того, необхідну кількість дрібнодисперсного графіту одержують за допомогою введення значної концентрації ванадію у присутності високих концентрацій нікелю та кремнію. Технічним результатом винаходу є підвищення експлуатаційних характеристик валків, зокрема (19) UA (11) 90228 (13) C2 (21) a200904097 (22) 27.04.2009 (24) 12.04.2010 (46) 12.04.2010, Бюл.№ 7, 2010 р. (72) АВЄРІН ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ, ФІЛІПОВ ВАЛЕНТИН СЕМЕНОВИЧ, БРОВКО АНДРІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЧЕБАНЕНКО ЮРІЙ БРОНІСЛАВОВИЧ, ЄФАНІН ОЛЕГ АНАТОЛІЙОВИЧ (73) ТОВАРИСТВО З ОБМЕЖЕНОЮ ВІДПОВІДАЛЬНІСТЮ НАУКОВО-ВИРОБНИЧЕ ПІДПРИЄМСТВО "П.Т.Л." (56) SU, 53842, 28.02.1939 SU, 720045, 07.03.1980 RU, 2221071, C2, 10.01.2004 US, 5514065, A, 13.10.1994 JP, 2001279367, 10.10.2001 JP, 2001321807, 20.11.2001 3 90228 4 ударній в'язкості та тимчасовий опір на розрив за тимчасовий опір на розрив, що знижує вірогідність рахунок використання як матеріалу робочого шару дострокового виведення валків з експлуатації по економнолегованого чавуну, що заявляється. відколах та викришках. Поставлене технічне завдання винаходу досяВказані значення граничних меж вмісту компогається тим, що чавун для робочого шару прокатнентів в чавуні є істотно важливими для отриманних валків, що містить вуглець, кремній, марганя валків з підвищеною ударною в'язкістю і теплонець, хром, нікель, молібден, ванадій, інше провідністю. залізо, супутні елементи і обумовлені процесом Сумісний вплив концентрацій вуглецю, кремотримання домішки, з умовою забезпечення видінію, марганцю, хрому, нікелю, молібдену і ванадію лення вільного графіту розміром до 50мкм в кільу вказаних межах дозволяє забезпечити мікрокості 1...3об.% на 1мм2 площі поля зору металогструктуру сплаву, що має 30-40мас.% евтектичних рафічного шліфа матеріалу чавуну, він додатково карбідів, 1-2мас.% вторинних карбідів і мартенситмістить бор при наступному співвідношенні компоно-бейнітну матрицю. Недотримання вказаних нентів, мас.%: граничних умов не дозволить одержувати структувуглець 2,8...3,5 ру, що регламентується, і значно понизить експлукремній 0,6...1,2 атаційні властивості. марганець 0,4...1,0 При вмісті бору до 0,03мас.% його графітизухром 1,2...2,0 ючий вплив неістотний, а при концентрації більше нікель 3,6…4,5 0,1мас.% бор стає карбідостабілізуючим елеменмолібден 0,3...1,0 том, що значно знижує ударну в'язкість і тимчасованадій 0,1...0,5 вий опір на розрив. Крім того, в структурі чавуну не бор 0,03...0,10 забезпечується виділення вільного графіту розмірешта залізо та домішки. ром до 50мкм в кількості 1...3об.% на 1мм2 площі Відомо, що бор є сильним карбідостабілізуюполя зору шліфа металографії. чим елементом. Проте, при концентраціях, що Чавун, що заявляється, в сукупності ознак, визаявляються, графітизуючих елементів (кремній, кладених у формулі винаходу, дозволяє підвищити нікель) і карбідостабілізуючих (хром, ванадій), доексплуатаційні характеристики робочого шару вадаткове введення бору в кількості 0,03...0,10мас.% лків, зокрема ударну в'язкість і тимчасовий опір на приводить до додаткового виділення дрібнодисперозрив. рсного графіту. Крім того, модифікування бором У таблиці представлені результати експлуатазменшує розмір зерна та евтектичних колоній. Це ційних випробувань валків з робочим шаром з чадозволяє підвищити експлуатаційні характеристивуну, що заявляється, в порівнянні з відомим чаки робочого шару двошарових прокатних валків, вуном, виведених з експлуатації по природному зокрема, механічні властивості: ударну в'язкість і зносу. Таблиця Результати експлуатації валків з робочим шаром з чавуну, що заявляється, порівняно з відомим чавуном Вміст елементів, мас. частка % Номер складу Чавун 1 2 3 4 5 6 Пропонований Пропонований Пропонований Відомий Відомий Відомий Вуг- Крем- МаргаНіке- Моліб- Ванахром бор лець ній нець ль ден дій 2,84 2,98 3,10 2,75 3,08 3,15 0,94 1,03 1,16 1,42 1,58 1,8 0,62 0,83 0,56 0,67 1,04 1,2 1,65 1,62 1,51 1,95 1,65 1,48 4,08 3,97 4,28 4,52 4,22 3,68 0,42 0,38 0,32 1,22 0,76 0,26 Джерела інформації: 1. Н.А. Будаг'янц, В.Е. Карський. Литі прокатні валки. М., «Металургія», 1983р., с. 10. 2. Патент РФ: RU 2221071 С2, Кл. 7 С22337/04, С22337/08, В21В27/00, С21D9/00. Спосіб отри Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 0,28 0,031 0,16 0,098 0,10 0,070 0,94 1,20 0,62 Механічні і експлуатаційні властивості чавуну Кількість ТимчаКількість Твер- Ударна прокасовий установок дість, в'язкість, таного опір на валків в 2 HSD кДж/м металу, розрив, стан, шт тис. т МПа 71 19 206 84 414 75 18 236 96 380 74 20 266 110 419 72 8 198 88 320 76 10 144 62 258 74 11 162 71 290 мання і обробки легованого ливарного матеріалу, ливарний матеріал для робочої частини валків і комбінований валок. Підписне Тираж 26 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