Зносостійкий чавун

Зносостійкий чавун, який містить вуглець, хром, марганець, кремній, кальцій та залізо, який відрізняє ться тим, що він додатково містить ва 39803 тат, знижує ударно-абразивну зносостійкість (таблиця), а більш 2,45% - робить чавун більш крихким. При концентрації хрому нижче 12,0 % знижується його зносостійкість, ударна в'язкість, т. я. в структурі чавуна формуються переважно карбіди Cr7C3 та (Fe,Cr)3С і суттєво зменшується кількість більш дисперсних карбідів типу Cr23C6. Концентрація хрому більш 16,5% при обраних концентраціях Інших елементів практично не збільшує зносостійкість, а тільки робить чавун дорожче. Концентрація марганцю менш 2,5% не забезпечує стабілізацію аустеніту, знижує його кількість, зменшує ударно-абразивну зносостійкість та ударну в'язкість, т. я. при цьому помітно знижується вклад фазових перетворень метастабільного аустеніту в процесі зношування у формуванні властивостей чавуна. Підвищення концентрації марганцю більш 4,5%, навпаки, надмірно стабілізує аустеніт, що зменшує ступінь самозміцнення в процесі зношування та знижує зносостійкість. При концентрації кремнію менш 1,25% знижується рідкотекучість чавуна, а збільшення його концентрації більш 1,8% збільшує схильність до крихкого зруйнування. Введення у склад чавуна ванадію у кількостях менш 0,6% не забезпечує помітного підвищення зносостійкості та ударної в'язкості порівнянне з прототипом (т. я. формується дуже мало карбідів VC), а більш 2,0% подальшого підвищення вказаних властивостей вже не викликає. Введення у склад чавуна кальцію у кількості менш 0,005% не забезпечує рафінування чавуна, внаслідок чого знижуються ударна в'язкість, ливарні властивості. Введення його більш 0,015% малоефективне 1 робить чавун дорожче. Чавуни заявлених складів виплавлялись в умовах Приазовського державного технічного університету (ПДТУ) та в ливарному цеху концерну "Азовмаш". Виплавку робили в печах ДСП 006 та СТ-04 з кислою кварцитовою футеровкою, а розливка здійснювалась при температурах 14001450°С у попередньо просушені то прогріті до 150200°С пісчано-глинясті форми. Відлиті зразки піддавали нормалізації при 1050°С та відпуску при 200°С, 2 години. Випробування зразків даних складів і прототипу на ударно-абразивне зношування робили на спеціальній споруді (А. с. 182030 01 3/56 (СРСР), 1993, Бюл. № 21), згідно з ДОСТ 23.207.79. Швидкість обертання зразків у споруді складала 2880 хв., час зношування (у середовищі чавунного дробу) = 100 хв. Еталоном була відпалена сталь 45 твердістю НВ 160. Ударна в'язкість визначалось на зразках перерізом 10х10 мм без надрізу на маятниковому копрі МК 30 згідно з ДОСТ 9454-78. Крім того, були проведені експериментально-промислові випробування ковшей піскометних апаратів, відлитих з чавуна оптимального складу (№ 3, табл.) в електросталеливарному цеху № 5 концерну "Азовмаш", які показали більш високу зносостійкість деталей. Хімічний склад, відносна ударно-абразивна зносостійкість та вдарив в'язкість чавунів заявленого складу та прототипу приведені у таблиці. Із таблиці слідує, що зносостійкий чавун оптимального складу № 3 значно перевищує за ударно-абразивною зносостійкістю (e) та ударною в'язкістю (КС) відомий чавун ЧХ20Г4Д2, узятий за прототип. Ефективність зносостійкого чавуна міститься в підвищенні довговічності ковшів піскометів, які виготовлені з нього, зниженні витрат металу та економії дорогих легувальних елементів - міді та хрому. Таблиця Хімічний склад та властивості заявленого та відомого чавунів № плавки 1 2 3 (опт.) 4 5 прототип пат. РФ № 2102617 (ЧХ20Г4Д2) Кількість елементів, ваг. % Mn Si V Ce 2,0 1,0 0,3 0,003 2,5 1,25 0,5 0,005 Cr 11,5 12,0 2,32 2,45 2,6 15,6 18,5 18,0 4,02 4,5 5,0 1,46 1,8 2,0 1,88 2,0 2,2 2,86 19,48 3,6 1,1 2 Ca Cu e КС, Дж/см 2 18 20 7,3 8,0 0,01 0,015 0,02 25 21 19 8,9 7,5 7,0 0,008 C 1,9 2,0 0,01 1,85 19,5 7,1 39803 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3