Чавун для молольних тіл

Реферат: Чавун для молольних тіл містить вуглець, кремній, марганець, хром, ванадій, титан, барій та залізо. Він додатково містить азот . UA 90805 U (54) ЧАВУН ДЛЯ МОЛОЛЬНИХ ТІЛ UA 90805 U UA 90805 U 5 10 15 20 25 30 35 Корисна модель належить до галузі металургії сплавів, зокрема - до сплавів на основі заліза-чавуну, і може бути використана для виготовлення молольних тіл, молольних циліндрів або інших деталей, що працюють в умовах удароабразивного зношування. Відомий чавун [1] наступного хімічного складу, мас. %: вуглець 3,0-3,4 кремній 2,2-2,7 марганець 0,2-1,2 хром 7,9-8,6 ванадій 0,08-0,22 бор 0,05-0,15 залізо решта. Недоліками вищевказаного чавуну є відносно низька удароабразивостійкість. Найбільш близьким до пропонованого є чавун, наведений в [2], що містить інгредієнти у наступному співвідношенні, мас. %: вуглець 2,2-2,95 кремній 0,4-1,2 марганець 2,0-2,5 хром 7,5-10,5 ванадій 0,05-0,25 титан 0,05-0,25 барій 0,005-0,02 залізо решта. Недоліком вищевказаного чавуну є відносно низька твердість і, відповідно абразивостійкість. Основою корисної моделі є задача вдосконалення чавуну для молольних тіл, в якому за рахунок оптимізації його складу суттєво підвищується абразивостійкість. Поставлена задача вирішується тим, що чавун, що містить вуглець, кремній, марганець, хром, ванадій, титан, барій і залізо, відповідно до корисної моделі, додатково містить азот при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вуглець 3,45-3,65 кремній 0,6-1,6 марганець 1,8-2,5 хром 13,5-16,5 ванадій 0,05-0,15 титан 0,03-0,15 барій 0,005-0,02 азот 0,02-0,11 залізо решта. Зазначені інтервали вмісту компонентів сплаву обумовлені наступним: Вуглець уводиться у кількості 3,45-3,65 % для утворення карбідів тих карбідо-утворюючих металів, які присутні в сплаві, та забезпечення високої текучості. Кремній в інтервалі концентрацій 0,6-1,6 % є присутнім у сплаві для забезпечення необхідних технологічних властивостей сплаву (текучість, заповнюваність форми). Марганець у межах 1,8-2,5 % підвищує стійкість аустеніту, зменшує пленоутворення, тобто підвищує текучість. Присутність хрому у межах 13,5-16-16,5 сприяє утворенню в структурі аустенітохромокарбідної евтектики на базі високотвердих тригональних карбідів хрому (Fe, Cr)7C3. Це приводить до збільшення абразивостійкості. Ванадій у межах 0,05-0,15 % вводиться для зменшення критичного змісту хрому, та збільшення дисперсності евтектики та підвищення динамічної міцності виливків. Титан як присадка в інтервалі концентрацій 0,03-0,15 використовується для збільшення дисперсності евтектичної тридцятилітньої складової та підвищення мікротвердості карбідів і, як наслідок підвищення абразивостійкості. Барій вводиться у кількості 0,005-0,02 % для зменшення утворення плен Сr2О3 і видалення сірки, що підвищує динамічну міцність і зберігає необхідні технологічні властивості сплаву. Азот вводиться як модифікатор у кількості 0,02-0,11 %. Азот утворює у розплаві нітриди титану та ванадію, які подрібнюють первинне зерно кристалізуючого сплаву, що приводить до підвищення абразивостійкості. У таблиці 1 наведені хімічні склади, а також показники абразивостійкості і твердості пропонованого чавуну. 1 UA 90805 U Таблиця 1 Компоненти чавуну Вуглець Кремній Марганець Хром Ванадій Титан Барій Азот Залізо Властивості сплавів 2 абразивостійкість, г/м .ч Твердість, HRC 5 10 15 20 1 3,45 0,6 1,8 13,5 0,05 0,03 0,005 0,02 решта 1 0,357 48 Вміст хімічних елементів, мас. % 2 3 4 5 3,53 3,65 3,3 3,72 1,07 1,6 0,5 1,7 2,13 2,5 1,7 2,65 15,05 16,5 12,3 17,4 0,095 0,15 0,04 0,16 0,082 0,15 0,02 0,16 0,013 0,02 0,003 0,025 0,064 0,11 0,013 0,12 решта решта решта решта 2 3 4 5 0,325 0,318 0,379 0,318 51 53 46 55 Прототип 2,42 0,81 2,23 9,0 0,16 0,15 0,013 решта Прототип 0,416 45 Готування пропонованого складу сплаву здійснюється за наступною технологією. Плавку чавуну здійснювали за загальновживаною технологією в індукційній печі з кислою футерівкою. Феромарганець, ванадій і титан присаджували в розплавлений метал при температурі 1380-1400 °C. Метал перегрівали до 1450-1500 °C, розкислювали феросиліцієм (20 % від загальної кількості), виливали в підігрітий до 500 °C ківш, на дні якого перебував подрібнений силікобарій. Для введення азоту в сплав використовували азотований ферохром ФХ 600Н (хрому 66 %, азоту 6,47 %). Перед випуском металу з печі на дзеркало при включеному індукторі та інтенсивному перемішуванні металу присаджували подрібнений до фракції 0,5-3 мм азотистий ферохром. Через 3 хв. при температурі 1320-1330 °C метал виливали у форми для формування зразків для випробувань. Молольні тіла (циліндри) відливали в промисловому кокілі, виготовленому для кокільно-конвеєрної машини. Отримані результати випробувань зразків (таблиця 1) показують, що запропонований сплав у порівнянні із прототипом має більш високі показники твердості та абразивостійкості, а це, у свою чергу, дозволяє збільшити експлуатаційну стійкість і надійність молольних тіл, виготовлених з пропонованого чавуну. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Чавун для молольних тіл, що містить вуглець, кремній, марганець, хром, ванадій, титан, барій та залізо, який відрізняється тим, що він додатково містить азот при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: вуглець 3,45-3,65 кремній 0,6-1,6 марганець 1,8-2,5 хром 13,5-16,5 ванадій 0,05-0,15 титан 0,03-0,15 барій 0,005-0,02 азот 0,02-0,11 залізо решта. 25 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2