Зносостійкий чавун

ДЛЯ СЛУЖ1БНОІО ПОЛЬЗОВАНИЯ JK4 № UG СОЮЗ ССВЕТСЧИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК \j (51)5 С22С37Л0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГТИЯМ ПРИ ГННТ СССР 1 (21) 4772335/02 (22) 2 2 . 1 2 . 8 9 (70 Киевский политехнический институт имо 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Е.А.Платонов, А.Е.Кузьменко, В.А.Лютый, Г.Е.Федоров, Ю.Е.Якоачук, О.И.Андриенко, В.В.Березанский и Н.И.Тараненко (53) 663.13.018,2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР її Й16522, кл. С 22 С 37/06, 1988. Авторское свидетельство СССР № 1315511, кл. С 22 С 37/Ю, 1987Авторское свидетельство СССР I 1348382, кл. С 22 С 37/Ю, 1987. f Авторское свидетельство СССР № 161197і*, кл„ С 22 С 37/10, 1988. Изобретение относится к литейному производству, в частности к изысканию новых износостойких чугунов и сплавов на основе железа с основными легирующими элементами - углеродом и хромом, работающих в условиях интенсивного абразивного износа (например лопасти дробеметных аппаратов). Целью изобретения является повышение стойкости в условиях абразивного износа. Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан , ванадий, бор, никель, сурьму, квльцмй,, железо, в соответствии с изобретением дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: 44-91 (54) ИЗНОСОСТОЙКИЙ ЧУГУН (57) Изобретение относится к литейному производству. Мель - повышение стойкости в условиях абразивного износа в сравнении с известными чугунами на 35-40U. Чугун содержит дополнительно медь» а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%: углерод 2,77-3,26; кремний 0,9-1,37; марганец 2,^3-3,1; хро! 16,5-29,4; никель 1,88-2,21; титан 0,06-0,1; ванадий 0,61-1,19; бор 0,004-0,007; медь 0,160,23; сурьма 0,1-0,3; кэлмий 0,020»0б; железо остальное,, 2 табл. 2,77-3,26 0,90-1,37 СО 2,43-3,10 16,5-20,4 1,88-2,21 0,06-0,10 0,61-1,19 0,004-0,007 0,10-0,30 0,02-0,01 0,16-0,23 Железо Остальное Пример конкретного выполнения. Для выплавки чугуна готовили шихту из отходов углеродистой стали с содержанием углерода до 0.3%, передельный чугун ПВК-1, Ш~3 (ГОСТ 805-80}, феррохром ФХ 025, ФХ200, ФХ 800 (ГОСТ Углерод Кремний Марганец Хром Никель Титан Ванадий Бор Сурьма Кальций 635698 '•$757-79)-; ферромарганец ФМп 78 (ГОСТ ^755-70); феррованадий В2СТСЭБ 26*1-76? фероотитан фТч 30 (ГОСТ 4761-80); Ферросилиций ФС hb (ГОСТ Й 1 5 - 7 8 ) ; , силикокальций СК 25 (ГОСТ *»7б2-71); ферробор ФБ-1 (ГОСТ Й8І48-69); сурьму Су г (ГОСТ 1089-73); никель Н-3 (ГОСТ 849-70);Ґ медь НЗ {ГОСТ 859-78); алюминий А 99 ГОСТ 11070-7*0; ко10 бальт К 3 (ГОСТ 123-67); Феррониобий ФЧ 2 (ГОСТ 16773-В5Є)„ В лаборатории литейного производства выплавлены с использованием приведенных шихтовых материалов и J5 испытаны чугуны известных составов (табл. 1, составы 1 и 2 ) , ч/г>ны предлагаемого состава (табл. ], составы ^-8) и чугуны составов, выходящих из заявляемых пределов (табл. 1, 20 составы 3 и 9 ) . Плавки проводились в высокочастотной индукционной печи с емкостью тигля 60 кг и хромомагнезитовой футеровкой методом сплавления. При выплавке чугуиов применяли 25 одни и тс же шихтовые материалы, технологии плавки и разливки, Внзча*ле оасппзвляли стальной лом, передельный чугун и феррохром» После на" грова металла до 1450-10°С и скачи- ^п вачия шлэкз 0 тигель вводили легирующие добавки; сначала никель, медь, ферросилиций, феррочар~анец и силикокальций, а затем феррованадий, сЬерротитан и ферробор. После полного растворения каждой дс?бзвки металл выдер- 35 живался 2-3 мин и затем давалась следующая присадка. Сурьму вводили перед выпуском чугуна из печи. Температура выпуска металла из печи сое- u тзвляла Й З С ^ Ю ° С , температура заливУМ форм - ї400т10°С. Испытания образцов всех выплавленных чугунов проводили по одинаковой методике. Есе образцы для испытаний .г подвергались термической обработке по следующему режиму: нчгреа до 500 С со скоростью 70°С/ч; выдержка при 50G°C 1 ч; нагрео до 1050°С* выдержка при 1050°С 1 ч,' охлаждение ив воз-bQ духе. Испытания на износ проводились на лабораторной струеударной установке, позволяющей за корсткое ьремп испытаний получить значительный абсолютный износ образца и наиболее точно чоде- 55 лир>юцей механизм износа лопает&й дробеметных аппаратов, В качестве абразива использовали карьерный песок со средней зернистостью 0,2 мм. В процессе испытаний абразив под влиянием сжатого воздуха направлялся на опытный образец длиной 50 мм,шириной 35 мм и толщиной 8 мм. Об интенсивности износа судили по потере массы образца под воздействием абразива стабильного ( 0 , 2 5 дм 3 ) объема. Трещинеустойчивость чугуна определяли с помощью кольцевой т е х н о л о г и ческой пробы диамэтром 160 мм, высотой 100 мм, толщиной стенки 7 мм и рабочим участком 3 0 * 3 0 мм по всей высоте пробы, Трещиноустойчивость определяется по величине площади трещины. Твердость (HRC) выплавленных ч у г у нов определяли твердомером Т К - Й - 2 5 0 (ГОСТ 9 0 1 2 - 5 9 ) . Испытания прочности на и з г и б проводили на универсальной машине (ГОСТ Наилучшими трещинеустойчивостью, прочностью на и з г и б , твердостью и и з носостойкостью (табл„ 2) обладают чугуны составов 5~7» содержащие с о о т ветственно, м а с Д : С 3 , 1 ^ ; 3,02 и 2 , 8 9 ; S i 0 , 9 ; 1,16 и 1,37; Мп 2 , 7 7 ; 2,'*3 и 3 , 1 ; Сг 1 8 . 3 ; 20,4 и 1 6 , 5 ; Ni 2 , 2 1 ; 2,07 и 2 , 1 5 ; Т і 0 , 0 7 ; 0,08 и 0 , 0 6 : V 1,14; 0,61 и 0 , 8 3 ; В 0 , 0 0 4 ; 0,007 и 0 , 0 0 5 ; Си 0 , 2 1 ; 0,19 и 0 , 2 3 ; Sb 0 , 1 ; 0,2 и 0 , 1 5 ; Са 0 , 0 ^ ; 0,02 и 0,06, Износостойкость рекомендуемых составов на 7^-80% выше, чем в с о с таве 1 , в 2 j 2 - 2 , 3 раза выше, чем в составе 2 , и чугунов запредельных составов 3 и 9= Кроме т о г о , трещиноу с т о й ч и в о с т ь , прочность на и з г и б , таердость и износостойкость чугунов составов Н-8 выше, чем у прототипов А чугунов запредельных составов. Опытно-промышленные испытания п о казали, что стойкость быстроизнашивающихся лопастей дробеметных аппаратов из предлагаемого чугуна в 1,5-2 раза &ыше, чем ранее применяемого. Стойкость в условиях абразивного износа чугуна в сравнении с известным ч у г у ном повышена на 7^-60%. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Износостойкий ч у г у н , содермащий углерод» кремний, марганец, хром, никель, т и т а н , ванадий, бор, сурьма, кальций, железо, о т л и ч а ю щ и й ся тем 9 ч т о } с целью повышения с т о й Г" 1635698 кости в условиях абразивного износа, он дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 2,77-3,26 Кремний 0,90-1,37 Марганец 2,43-3,10 Хром 16,5-20,h 1,88-2,21 0,06-0,10 0,61-1,19 0,004-0,007 0,10-0,30 0,02-0,06 0,16-0,23 Остальное Никель Титан Ванадий Бор Сурьма Кальций Медь Железо Т а б л и ц а Чугун С 1(прототип) 2{прототип) 3 5 6 7 8 9 Мп Сг Ni I Ті V 1 I Б ,01 Я? "0 , И 16 .5 0 .73 0 10 (1 1 R п,017 3 .35 2 ,71 2 .77 3, й 2. Й 0, 82 1, 25 3 ,\Ц 9, а 15 ,4 19 .5 18 .3 1 ,53 1 .74 1 ,97 2 ,21 2 ,07 2 15 1 ,88 2 ,30 0 , 10 о. 05 оч 10 0 , 07 0, 08 0 , об о, 04 0 , 12 0 ,31 0 ,50 0 ,72 ) J3 0 ,61 0 .89 ! ,02 1 .31 0 ,030 0 ,003 0 ,006 0 ,00^* 0 ,00? 0 ,004 0 ,006 0 ,008 0, 10 с, 1Ь 0, ?1 о, 19 ,02 • Содержание элементов, м а с і 1 1 1 1 Si 2 .89 3 ,26 3 • 35 о. 90 16 1 , 37 1, 05 1, 2 ,3 і * 2 .98 2 ,77 2 .^3 ,10 2 ,6! г 3 .57 20 I * 16 ,5 17 ,7 21 ,6 і о, о. 13 о. 27 Ca j Wb j Co j „ 1(прототип) 2(прототип) 3 k 5 6 7 в 9 ' ' ' ' ' ' ' ' ' ' Al j Fa 0,05 л 03 0 ,09 0 ,01 о ,05 0 ,04 0 ,02 0 ,06 0 ,03 0 ,07 о. 05 0, 25 0, 10 о. 20 0 , 15 о. 30 0 , 35 0,15 Остальмое 0,1 ' '' 2 • Относитель- Твердость, Прочность Износ,г ная треіциHRG на изгиб, ноустойчикг/мм 2 вость Относительная износостойкост ь , 1,0 53 65 1,243 1,0 0,88 П,96 1,12 1,19 1,21 1,23 1,1і* 0,33 54 55 58 60 61 60 59 57 58 63 68 71 1,573 1,125 0,79 Редактор 3. Ходэкова 69 70 69 62 Составитель А.Кузьменко Техред Н.Дидык 0,776 0,712 0,693 0,689 0,739 1,018 1,60 1,74 1,71^ 1,80 1,68 1,22 Корректор Л.Патай Заказ 4207/ДСП Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ИЗС35, Москва, Нї-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Произведетвенно-издательский комбинат "Патент", 'і' Т а (з л и ц а • Чугун I г.Ужгород, ул.Гагарина , 101