Износостойкий сплав Советский патент 1987 года по МПК C22C37/10 

t131

Изобретение относится к металлурии, в частности к разработке изноостойких сплавов на основе железа, рименяемых для изготовления литых еталей дробильно-размольного оборуования, работающих в условиях интен- сивного ударно-абразивного износа, таких, например, как желоба рудоспусов, ; футеровка и молотки дробилок, ичи бечевых распушителей и т.п.

Целью изобретения является повыение ударной вязкости, ударно-абразивной стойкости и жидкотекучести чугуна.

Выбор граничных пределов компонентов в составы чугуна обусловлен следующим. Содержание углерода в чугуне 1,8-3,5 мас.%. При содержании углерода выше 3,5 мас.%, а хрома вьше 22 мас.% в сплаве возрастает число хрупких заэвтектических карбидов, снижающих ударную вязкость и износостойкость.

Марганец, введенный в сплав в количестве 1,0 - 4,0 мас.%, необхо- дим для снижения скорости распада аустенита и обеспечения за счет этого наибольшей ударной вязкости сплава. Содержание марганца менее 1,0 мас.% не обеспечивает повьш1ение ударной вязкости сплава ввиду незна чительного снижения скорости распа- да аустенита, при содержании марганца более 4,0 мас.% происходит стабилизация аустенита, за счет чего снижается износостойкость сплава.

.Введенный в сплав молибден, подавляя диффузию атомов фосфора к границам зерен, предотвращает образование в этих местах хрупких фосфорных эвтектик. Улучшая дислокационную структуру сплава и обеспечивая упрочнение матрицы сплава за счет ее легирования, молибден повышает ударную вязкость сплава. При содержании молибдена менее 0,1 мас.% повышение ударной вязкости незначительное, содержание большее, чем 0,8 мас.%, ведет к пересьш1ению матрицы и, как следствие, к снижению ударной вязкости и износостойкости сплава. Ванадий и титан вводят в сплав как сильные карбидообразующие элементы, способствующие образованию дисперсных карбидов ванадия и титана типа МС, повьш1ающих износостойкость сплава, причем содержание ванадия и титана ограничено соответственно

5

0

5

51 12

3,0 и 1,0 мас.%, так как при большем их содержании в сплаве образуются и растут сегрегации карбидов указанных элементов, что приводит к охруп- чиванию сплава. При содержании ванадия и титана ниже нижних пределов (соответственно 0,1 и 0,Д мас,%) количество образующихся износостойких карбидов МС невелико и сущетсвенно- го влияния на повышение износостой- -- кости они не оказывают.

Содержащийся в сплаве никель (0,1-0,5 мас.%) приводит к торможению диффузионного распада аустенита, т.е. к его стабилизации, и способствует образованию аустенито-мартен- ситной структуры сплава, повьш1ая его ударную вязкость. При этом большее, чем 0,5 мас.%, содержание никеля приводит к увеличению стабилизации аустенитной структурной составляющей сплава и к снижению за счет его износостойкости, а меньшее, чем 0,1 мас.%, содержание не способствует возрастанию ударной вязкости,,

Кальций, введенный в сплав в указанных пределах (0,05-0,015 мас.%), способствует десульфурации сплава и очищению границ зерен от неметаллических включений,, что повьш1ает ударно-абразивную износостойкость и жидкотекучесть сплава. Введение

гкальция ниже нижнего предела не эффективно, так как ввиду малого содержания не приводит к повьш1ению жидкотекучести и износостойкости сплава, а большее его содержание нежелательно, так как нарушает однородность структуры - на границах зерен образуются скопления карбидов, сни- жаюище ударную вязкость и износостойкость сплава.

Нижний предел содержания алюминия в сплаве обусловлен наличием его в шихтовых материалах,а верхний предел - сильным влиянием на количество остаточного аустенита в сплаве.

Сплав выплавляют в дуговой печи ДСП с основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ванадиевый пшак, электродный бой и гостированные ферросплавы. В завалку подают сталь, ферро-- хром, ванадиевый шлак, ферромарганец. По расплавлении шихты в жидкую ванну вводят ферромолибден, электродный

0

5

0

5

0

5

31

бой, ферросилиций. На дно ковша подают алюминий, по заполнении ковша на одну треть вводят силикокальций и редкоземельные металлы. Температура заливки 1460-1380°С.

Химический состав износостойких сплавов представлен в табл. 1; физико-механические свойства предложенного сплава и известного - в табл.2,

Предложенный износостойкий сплав имеет большие в 2 раза ударную вязкость, в 1,5 раза ударно-абразивную стойкость ив 1,1 раза жидкотеку- честь по сравнению с известным, что обусловлено дополнительнам вводом в состав сплава Ni+ Са и Ti.

Формула изобрете я

Износостойкий сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром.

Солаа

Si Мп

Предлохен- «ый

1J,740,340,8713,960,070,060,020,060,0030,070,31

21,800,501,0015,000,100,100,030,100,0050,100,40

32,621,132.4818,611,470,35.0,540,330,0100,170,73 43,501,504,0022,003,100,801,000,500,0150,251,00

53,391,814,2322,963,240,891,210,610,020,291,12 Известный 2,07 1,14 1,21 19,16 0,43 0,74 0,52

ванадий, - молибден, алюминий, редкоземельные элементы и железо, отличающийся тем, что, с целью повьшения ударно-абразивной стойкости, ударной вязкости и жидко- текучести, он дополнительно содержит никель, кальций и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:

льные

1,8-3,5 0,5-1,5 1,0-4,0

15-22,0 0,1-3,0 0,1-0,8 0,03-1,0

0,1-0.25 0,1-0,5

0,005-0,015 0,4-1,0

Остальное

Таблица I

Содержание компонентов, нас.

ОстаЛь«о«

0,13 0,06 Таблица 2

Изобретение относится к разработке изн-осостойких сплавов для литых деталей, работающих в условиях интенсивного ударно-абразивного износа. Цель изобретения - повьппение ударно- абразивной стойкости, ударной вязкости и жидкотекучести. Предложенный чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 1,8-3,5; Si 0,5-1,5; Мп 1,0-4,0; Сг 15-22,0; V 0,1-3,0; Мо 0,1-0,8; А1 0,03-1,0; РЗМ 0,1-0,25; Ni 0,1-0,5; Са 0,005- 0,015; Ti 0,4-1,0 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Ni, Са и Ti обеспечивает повышение с ударной вязкости до 0,9-1,2 кГ М/см , жидкотекучести до 397-413 мм. 2 табл. сл со СП СЛ