Зносостійкий чавун

Зносостійкий чавун, який містить вуглець, хром, марганець, кремній, титан, алюміній, кальцій, залізо та домішки, який відрізняється тим, що він додатково містить азот при такому співвідношенні компонентів, мас. %: вуглець 2,5-3,0 хром 12,0-15,0 марганець 5,0-8,0 кремній 0,4-0,8 титан 0,05-0,19 алюміній 0,01-0,1 кальцій 0,0005-0,04 азот 0,001-0,1 залізо та домішки решта. (19) (21) a200810815 (22) 01.09.2008 (24) 25.08.2009 (46) 25.08.2009, Бюл.№ 16, 2009 р. (72) ЧЕЙЛЯХ ОЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ, ПРЕКРАСНИЙ СЕРГІЙ ВАЛЕРІЙОВИЧ, КЛІМАНЧУК ВЛАДИСЛАВ ВЛАДИСЛАВОВИЧ, КИРИЛЬЧЕНКО ПЕТРО МИКОЛАЙОВИЧ, ФОМІЦКИЙ ЄВГЕН ІВАНОВИЧ (73) ПРИАЗОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA, 64843, C2, 15.03.2004 SU, 665014, A1, 30.05.1979 SU, 1715876, A1, 29.02.1992 CN, 1350898, A, 29.05.2002 GB, 1218035, 06.01.1971 3 87947 4 підвищення зносостійкості вже суттєво не викливуглець 2,5-3,0 кає. Введення у склад чавуна алюмінію менш як хром 12,0-15,0 0,01мас.% малоефективно для підвищення жаромарганець 5,0-8,0 стійкості та зносостійкості при отримані нітридів кремній 0,4-0,8 алюмінію, а більш 0,1мас.% може викликати ствотитан 0,05-0,19 рювання алюмосилікатів, які знижують зносостійалюміній 0,01-0,1 кість сплаву. кальцій 0,0005-0,04 Введення у склад чавуна кальцію у кількості азот 0,001-0,1 менш як 0,0005мас.% не забезпечує рафінування залізо та домішки решта. У запропонованому складі, на відміну від найчавуна, внаслідок чого знижуються ударна в'язближчого аналога, додатковий вміст азоту, а також кість, ливарні властивості. Введення його більш як підвищений вміст марганцю забезпечує отримання 0,04мас.% малоефективне, так як це робить чавун в структурі метастабільного аустеніту (у литому дорожче. стані та після термообробки). Введення азоту Вміст азоту у складі менш як 0,001мас.% засприяє отриманню додаткових карбонітридів титабезпечує неефективне отримання кількості карбону та нітридів алюмінію. Це забезпечує підвищеннітридів титану та нітридів алюмінію, а більш як 0,1мас.% може викликати утворення газових деня ударно-абразивної зносостійкості (e) в умовах фектів. розігріву, та ударної в'язкості (КС). Чавуни заявлених складів виплавлялись в Вміст у чавуні вуглецю менш як 2,5мас.% знаумовах фасоно-сталеливарного цеху ВАТ "ММК ім. чно зменшує кількість карбідних фаз та, як резульІлліча". Виплавку робили в печах ДСП ЗА з основтат, знижує ударно-абразивну зносостійкість (табною футеровкою, а розлив здійснювався при темлиця), а понад 3,0мас.% - робить чавун більш пературах 1400-1450°С у попередньо просушені крихким. пісчано-глинисті форми. Відлиті зразки чавуну підПри концентрації хрому нижче 12,0мас.% знидавали гартуванню при 920°С (охолодження на жується зносостійкість, ударна в'язкість, так як в повітрі) та відпуску при 250°С, 2 години. структурі чавуну формуються переважно карбіди Випробування зразків запропонованих складів Сr7С3 і (Fe,Cr)3C та суттєво зменшується кількість чавуну і найближчого аналога на ударнобільш дисперсних карбідів типу Сr23С6. абразивне зношування робили згідно ГОСТ Концентрація хрому більш як 15,0мас.% при 23.207-79 на спеціальній споруді [А.с. 1820300 обраних концентраціях інших елементів практично G01N3/56 (СРСР), 1993, Бюл. №21]. не збільшує зносостійкість, а тільки робить чавун Ударно-абразивне зношування робили обердорожче. танням зразків у попередньо розігрітому до 450°С Концентрація марганцю менш 5,0мас.% недосередовищі чавуно-литого дробу зі швидкістю статньо забезпечує стабілізацію аустеніту, отри2850хвил.-1. Час зношування - 120 хвилин. Еталомує нижчу кількість, зменшує ударно-абразивну ном була сталь 45 після відпалу твердістю НВ 160. зносостійкість та ударну в'язкість, так як при цьому Твердість вимірювали на твердомірі ТК-2 (Роквелпомітно знижується вклад фазових перетворень ла) з навантаженням 1500Н (ГОСТ 9013-59). Удаметастабільного аустеніту в процесі зношування у рну в'язкість отримували на маятниковому копрі фазових перетворень метастабільного аустеніту в МК-30 на зразках без надрізу (для чавунів) (ГОСТ процесі зношування у формуванні властивостей 9454-78). чавуна. Підвищення концентрації марганцю більш Хімічний склад, відносна ударно-абразивна 8,0мас.%, навпаки, надмірно стабілізує аустеніт, зносостійкість (e), твердість (HRC) та ударна що зменшує ступінь само зміцнення і процесі зношування та знижує зносостійкість чавуну. в’язкість (КС) чавунів заявленого складу та найПідвищення концентрації кремнію менш як ближчого аналога після термообробки приведені у 0,4мас.% знижується рідкотекучість чавуна, а збітаблиці. льшення його концентрації більш як 0,8мас.%, Із таблиці випливає, що заявлений зносостійзбільшує схильність до евтектоідного розпаду ауский чавун оптимального складу №3 значно перетеніту. вищує за ударно-абразивною зносостійкістю (e) та Введення у склад чавуна титану у кількостях ударної в'язкістю (КС) відомий чавун ЧХ15Г5Т, менш як 0,05мас.% не забезпечує модифікуючого взятий за найближчий аналог. впливу і помітного підвищення зносостійкості поріЕфективність заявленого зносостійкого чавуна вняно з найближчим аналогом, так як створюється міститься в підвищенні довговічності футеровочдуже мало високо твердих карбідів TiCN. Введенних плит металургійного обладнання, які виготовня в чавун більш як 0,19мас.% титану, подальшого лені з нього, зниженні витрат металу та економії дорогих легуючих елементів - титану та хрому. 5 87947 6 Таблиця Хімічний склад, ударно-абразивна зносостійкість, твердість та ударна в'язкість запропонованого та відомого чавунів № плавки 1 2 3(оптим.) 4 5 Найближчий аналог ЧХ15Г5Т C 2,15 2,50 2,71 3,0 3,2 Cr 11,02 12,00 13,87 15,0 16,30 Кількість елементів, мас. % Mn Si Ti Al 3,1 0,39 0,03 0,008 5,0 0,68 0,05 0,01 6,9 0,76 0,18 0,08 8,0 0,80 0,19 0,1 8,5 1,54 0,23 0,15 2,63 15,3 4,2 Комп’ютерна верстка В. Мацело 0,75 0,27 0,07 Ca 0,0002 0,0005 0,032 0,04 0,06 N 0,0009 0,001 0,007 0,1 0,15 e HRC 5,4 6,7 8,1 7,9 7,8 46 46 51 56 61 KC кДж/м2 60 59 56 51 45 0,08 7,1 60 62 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