Зносостійкий чавун

1. Зносостійкий чавун, що має в своєму складі вуглець, кремній, марганець, ніобій, мідь, який відрізняється тим, що він додатково містить в собі цирконій при такому співвідношенні компонентів, мас. %: 3 41835 4 Структура чавуну, що заявляється, складаєтьче нижньої межі значно зменшується кількість карся з метастабільної аусте нітної мета левої матриці бідної фази, що також веде до зменшення зносоі карбідів типу (Fe, Мn)3С, NbС, ZrC. Метаста більстійкості. ний аустеніт в процесі подальшої тер мообробки При вмісті марганцю (4,0-6,0) мас. % структура перетворюються в мартенсит. Мі кроструктура чавідливок складається з нестабільного аустеніту, вуну після термічної обробки, являє собою розгаякий має здатність до інтенсивного зміцнення при лужений високоміцний каркас евтектичних карбіподальшій термічній обробці. Зниження вмісту мадів, розта шованих в матриці. Структура матриці рганцю менше меншого значення не впливає на відпущений мартенсит і дрібнодисперсні вторинні фо рмування аустенітної структури. Підвищення складнолеговані карбіди. Вторинні карбіди відрізвище верхнього значення не призводить до поданяються високою міцністю і тве рдістю. Та ка струкльшо го поліпшення властивостей, оскільки аустетура чавуну забезпечує найбільш високу зносо- та ніт стабілізується та ефект зміцнення при термокорозійностійкість відливок. обробці знижується. Дякуючи використанню винаходу, що заявляКремній при вмісті у межах (1,8-3,0) мас. % ється, досягається технічний результат, який полянейтралізує карбідуючу дію марганцю, тобто загає в то му, що у зносостійкому чавуні покращуєтьбезпечує задовільні технологічні властивості: га рся значення основної ха ракте ристики - зносостійну рідкотекучість та відсутність структурно-вільнокості і з'являється нова властивість - висока корого цементиту. Вихід за межі цього інтервалу супрозійна стійкість. воджується зниженням зносостійкості. Між суттєвими ознаками винаходу, що заявляНіобій при вмісті (2,0-4,0) мас. % забезпечує ється, та технічним результатом, що досягається, підвищення зносостійкості чавуну. Вихід за межі є причинно-наслідковий зв'язок, який здійснюється цього інтервалу ве де до зниження зносостійкості. шляхом збалансування хімічного складу ча вуну та Мідь при вмісті у межах (1,0-2,0) мас. %, забезсінергетичністю впливу на його стр уктуру леговапечує рівномірну прокалюваємість, сприяє стабіліних до бавок у вигляді цирконію, міді, ніобію, вміст зації власти востей по всьому перети ну відливок і яких підібраний в опти мальному співвідношенні, сприяє збільшенню зносостійкості. При вмісті менщо забезпечує пі сля термообробки отримання више меншо го значення вплив міді Незначний, при сокоміцної марте нситної матриці чавуну, яка місвмісті вер хньої межі - можливі появи ліквацій, які тить дрібнодисперсні вторинні складнолеговані капризводять до технологічного браку ви ливок. рбіди, рівномірно розподілені і міцно закріплені по Цирконій, при вмісті у межах (0,1-0,2) мас. % всьому об'єму відливки. забезпечує підви щення корозійної стійкості. При Легування чавуну ні обієм сприяє дисперсному вмісті нижче нижчої межі вплив цирконію незначзміцненню основи сплаву стійкими надтве рдими ний, збільшення вмісту ви ще верхнього не забезкарбідами ніобію, що збільшує зносостійкість. печує покращан ня властивостей чавуну, і водноЦирконій збільшує в'я зкість матриці, усуває час здорожує виливки. транскристалічну стр уктуру чавуну, зменшує розВведення цирконію дозволяє обмежити вміст мір карбідів ніобію, сприяє їх рі вномірному і міцноміді та ніобію у співвідношенні 1:10:20. Зменшення му закріпленню в матриці, що дозволяє підви щити вмісту міді та ніобію призводить до зниження знокорозійну стійкість відливок. состійкості, зменшення вмісту цирконію знижує коМідь зменшує стр уктурну чутливість по товщирозійну стійкість. ні виливки та підвищує зносостійкість. В результаті описаних структурних змін чавун Одночасна дія цирконію, міді та ніобію забезнабуває ви сокої корозійної стійкості при підвищепечує ви соку зносостійкість і різке підвищення коній зносостійкості. розійної стійкості шляхом отримання після термоЧавун та кого вмісту компонентів, що заявляобробки високоміцної мартенситної матриці чавується, отримують таким чином. Плавку чавуну прону, яка містить супердисперсні вторинні складноводять в індукційних печах. Як шихто ві мате ріали леговані карбіди ніобію, цирконію, щільно і рівномівикористо вують переробний чавун сумісно з лігарно розподілені по об'єму відливки. турою №1 (Мn - 8,0%, Si - 25%, С - 20%) та лігатуАналіз відомих складів чавунів, показав, що рою №2 (Zr - 60%, Сu - 40%). Ніобій вводять у вивміст деяких вве дених до складу ча вуну, що заявгляді фе росплавів у піч при доводці. Чавун після ляється, відомо, наприклад вуглецю, кремнію, міді, доведення по всім легуючим елементам при досяніобію. Проте, застосування цих концентрацій вкагненні температури 1330-1340°С заливають у лизаних компонентів у відомих чавунах не забезпеварні форми. Відливки мають розміри: діаметр 50 чує остан нім такі якості, які вони виявляють у сукумм, висота 200 мм. Відливки піддають термообропності з новим компонентом - цирконієм, а саме бці при температурі 900-1000 °С і відпуску при підвищення зносо- та корозійної стійкості. 200-250 °С. Границі вмісту компонентів вста новлені, вихоДля визначення властивостей чавуну, що задячи з необхідності отримання найбільш сприятлиявляється, були ви готовлені чавуни з граничними, вого поєднання властивостей стр уктури чавуну. які виходять за межі, та оптимальними концентраВміст вуглецю у межах 3,8-4,8 мас. % забезпеціями всіх компонентів. Для забезпечення порівнячує отри мання необхідної кількості карбідів типу льного аналізу був ви готовлений чавун з відомим (Fe, Мn)3С, NbC, ZrC. Верхня межа вмісту вуглецю вмістом компонентів. Да ні по хімічному складу чаобумовлена евтекти чним складом, тобто, при вунів і результати ви пробувань по визначенню більш високому вмісті вуглецю з'являються більш властивостей чавуну, що заявляється, та прототигрубі карбіди, схи льні до руйнування, що веде до пу наведені в таблиці. зменшення зносостійкості. При вмісті вуглецю нижВипробування по визначенню відносної зносо 2 5 41835 6 стійкості проводилися згідно ГОСТ 17367-71, корозносо- та корозійними власти востями, що сприяє зійної стійкості - по ГОСТ 6032-89. збільшенню терміну служби відливок скороченням Відносна зносостійкість визначає на випробувитрат, пов'я заних з ремонтом обладнання, в яковальному стенді в порівнянні з еталоном - сірим му во ни експлуатуються. чавуном СЧ-18 твердістю HRC15. Відносну корозійну зносостійкість визначають вісовим мето дом. Джерела інформації Порівняльний аналіз даних, які наведені в таб1. Авторське свідоцтво СРСР, № 1731855, лиці, показує, що мета ви нахо ду не була досягнута 1992, кл. С22С37/06 в чавунах №№1, 5, бо вміст легуючих компонентів 2. Авторське свідоцтво СРСР, № 1713966, вихо дить за межі, що заявляються. Чавун, що за1992, кл. С22С37/06 являється, перевершує ха рактеристики прото типу 3. Патент Російської Федерації № 2039846,, за відносною зносостійкістю в 1,2 рази, по корозійкл. С22С37/06 ній стійкості - в 3 рази. 4. Патент Російської Федерації № 2039841,, Таким чином, використання чавуну, що заявкл. С22С37/00 ляється, дозволяє отримувати відливки з високими ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул. Сім’і Хохлови х, 15, м. Київ, 04119, Україна Тел.: (+38044) 456-2090 3