Чугун Советский патент 1985 года по МПК C22C37/08 

Изобретение относится к черной металлургии, в (частности к сплавам на основе железа, и может быть нс пользовано для изготовления литых деталей, работающих в условиях уда но-абразивного износа. Известен чугун l следующего химического состава, мас.%: Углерод2,3-4,0 Кремний 1,2 - 3,0 Марганец 1,5 - 3,.0 Хром11,5- 18,0 Ванадий 0,2 - 2,5 ЖелезоОстальное Этот чугун имеет низкую износостойкость в .условиях ударно-абразивного износа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае му результату является чугун 2j сл дующего химического состава, мас.% Углерод 2,-8 - 3,4 Кремний . 0,4 - 0,8 Марганец 0,8-1,0 Хром17,0- 20,0 Никель0,9 - 1,2 Бор . 0,15- 0,35 Молибден 0,2 - 0,4 ЖелезоОстальное Недостатком известного чугуна является низкая износостойкость в условиях .ударно-абразивного износ Цель изобретения - повьппение и носостойкости. Указанная цель достигается тем что чугун, содержащий углерод, кр ний, марганец, хром, йикель, бор железо, дополнительно содержит ци коний и магний при следующем соот мае.%: шении компонентов. 2,2 Углерод0,7 Кремний3,0 Марганец18,0- 22,0 0,5 - 1,5 Никель 0,05- 0,1 0,5 - 0,8 Цирконий 0,005-0,05 Магний Остальное Железо Содержание углерода и хрома в делах соответственно 2,2-3,0% и 18-22% обусловлено образованием о мального количества карбидной фаз структуре чугуна, а именно диспер ных карбидов типа М,С , которые п обладают, и меньшем сод жании углерода и хрома, чем в ука ных пределах, в структуре чугуна ляются крупные включения карбида цементитного типа, что снижает ударную вязкость и износостойкость чугуна, при большем содержании - преобладают карбиды типа М.С,что также приводит к снижению износостойкости. Марганец и никель вводят в чугун в качестве аустенитообразующих элементов, при этом нижние пределы их содержания в чугуне, соответственно 3% и 0,5% являются .минимально необходимыми для обеспечения достаточного уровня ударной вязкости чугуна.Увеличение содержания марганца и никеля ыше соответственно 4% и 1,5% нежелательно, так как приводит к увеличению стабильности аустенита и, как следствие, к понижению износостойкости чугуна. Введение в чугун бора и циркония способствует образованию боридов и карбидов циркония, химически очень стойкого и твердого соединения, .повьшая тем самым износостойкость чугуна. Содержание бора в чугуне менее 0,05% не оказывает заметного влияния на его износостойкость. При содержании бора вьппе 0,1% возможно образование- карбонитрида бора ВС - хруп- кого химического соединения, резко снижающего пластичность и износостойкость чугуна. Магний, уменьшая общее количество неметаллических включений, способствуя i их глобуляции и измельчая зерно металла вследствие образования тугоплавкого нитрида магния и содействуя десульфации расплава, повьппает ударную вязкость и снижает критическую температуру хрупкости чугуна. При содержании магния менее 0,005% его влияние еще не сказьгоается. Введение, магния в количестве более 0,05% зано со значительными технологическими затруднениями. Повышенное содержание кремйия 0,7-lj3% вводится в чугун для предварительного раскисления с целью обеспечения более полного усвоения бора, циркония, магния и повьш1ения жидкотекучести расплава. Чугун используется в тёрмообработанном состоянии по следукмцему режиму: закалка от 950-980с в масло, отпуск при 200 С в течение 2 ч. Структура чугуна после полной термообработки представляет собой металлическую мартенсито-аустенитную

311357894

основу с комплексными карбидами хрома Таким образом, предлагаемый чутипа М,Сл+ М С, карбидами и борида- гун обеспечивает повышение относитель

f г f .

ми циркония.

Химический состав чугуна и его механические свойства приведены в табл.1 и 2. Образец Чугун чугуна

лагае2,0

I 2,2

2 3 4 5 2,4 2,6 2,7 2,8 .6 7 8 9 3,0 3,2 3,1

стный

ной износостойкости в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным чугуном 5 при достаточном уровне ударной вязкости.

Т а б л и ц а 1 Химический

16,0

0,5 18,0 0,7 18,7 0,8 19,4 0,9 20,5

1,1 21,t 1,2 22,0 1,3 23,2

1.4

0,24 18,4

0,5

Продолжение табл.1 состав, мас.% Еп:

Табг1ица2

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель. бор и железо, отличающийся тем, что, с целью повьшения износостойкости, он дополнительно содержит цирконий и магний при следующем соотношении компонентов,мае.%: Углерод . 2,2-3,0 Кремний 0,7 - 1,3 Марганец 3,0 - 4,0 Хром18,0- 22,0 Никель;0,5 - 1,5 Вор0,05- О, Цирконий 0,5-0,8 Магний0,005-0,05 ЖелезоОстальное

55,4

1

й 58,2

2 3 4 5 6 60,7 62,1 64,5 66,7 7 8 9 68,4 53,8 51,6

72 72 70 71 71 70 68 64 76

0,8

0,8 0,6 0.6 0,6 0,5 0,3 0,4 0,2