Белый чугун Советский патент 1990 года по МПК C22C37/10 

(О

с:

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве мелющих тел. Цель изобретения - повышение кавитационно-эрозионной стойкости и ударостойкости. Новый чугун содержит, мас.%: C 2,8-3,8

SI 0,2-1,2

MN 0,1-0,8

CR 0,1-0,6

TI 0,01-0,05

V 0,15-0,80

CU 0,02-0,30

N 0,007-0,3

MG 0,003-0,08 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна предложенного состава MG позволил повысить кавитационно-эрозионную стойкость в 1,2-1,3 раза, ударостойкость в 1,3-1,6 раза. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для изготовления мелющих тел.

Цель изобретения - повышение ка- витационно-эрозионной стойкости и ударостойкости.

Выбор граничных пределов содержания компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим .

Введение магния в состав чугуна способствует очищению от неметаллических включений, гомогенизации расплава, увеличивает плотность структуры, вследствие чего повышается кавитационно-эрозионная стойкость чугуна. Кроме того, магний способствует повышению ударостойкости, так как он оказывает упрочняющее действие на чугун вследствие выделения собственных высокотвердых субмикроскопических карбидов, которые армируют хрупкую це- ментитную составляющую.

Введение меди в указанных количествах способствует повышению сопротивляемости чугуна нагрузке и кавитационно-эрозионному износу вследствие увеличения термодинамической активности углерода и выхода его из аустенита, что вызывает увеличение Количества карбидов магния и цементита. Кроме того, медь увеличивает микротвердость первичной структурной составляющей за счет упрочнения с - твердого раствора и увеличения дисперсности перлита.

Повышение содержания в сплаве магния выше приведенных концентраций вызывает графитизацию чугуна и снижает его кавитационно-эрозионную

ел

4

ОО

ю

Ј

СЭ

31

стойкость и износостойкость. При снижении предельной концентрации магния менее 0,003% ударостойкость и кавитационно-эроэионная стойкость сплава практически не увеличиваются, так как не происходит вьщелелия карбидов магния.

В предлагаемом чугуне снижение пределов содержания кремния, меди, титана и исключение алюминия по сравнению с известным позволяет повысить кавитационно-эрозионную стойкость чугуна за счет уменьшения графитизи

рующего действия этих элементов. Кро-,5 1,10-10 Н/м2, напорном давлении

31,7-10 Н/м2 и скорости потока 22 м/с. Используют образцы в виде пластинок размерами 20 х 40 мм и толщиной 3-5 мм.

ме того, исключение алюминия из предлагаемого чугуна способствует увеличению ударостойкости вследствие устранения окислов алюминия, которые распределяются по границам зерен и охрупчивают сплав. При снижении предельной концентрации меди менее -0,02% ударостойкость сплава практически не увеличивается, так как не ,

проявляется влияние меди на активность 25 по абразивному кругу при давлении

20 дин/см2 и скорости вращения 1,05 м/с, Химические составы извес ного и предлагаемого чугуна и уровень их свойств приведены в табл.1 и 2 соответственно.

углерода и ее упрочняющее действие на перлитную матрицу.

Чугун выплавляют в индукционной печи с основной футеровкой. В качестве шихтовых материалов используют, кг.: литейный чугун 70; стальной лом- 125; электродный б.ой 4,3. Это обеспечивает получение заданных пределов содержания углерода, кремния и марганца.

Для достижения нижнего предела содержания хрома, титана, ванадия и азота вводят следующие ферросплавы,г 70% феррохрома 295; 30% ферротитана 7,51J 41% феррованадия 513; азотированного ферромарганца 29.

Расход ферросплавов осуществляетс с учетом коэффициента усвоения хрома 0,97; титана 0,90; ванадия 0,95 и -- азота 0,70.

Ввод указанных ферросплавов производят в ковш при заполнений его на одну треть. Для легирования чугуна магнием и медью используют Cu-Mg лигатура, 100 г которой вводят в ковш. Медь усваивается практически полностью, а коэффициент усвоения магния 0,05.

Заливка металла производится в металлические формы при 1350 - 1450°С. Отливают по 28 мелющих тел каждого варианта. От каждого варианта отбирают по десять мелющих тел для испытания на ударостойкость и

кавитационно-эроэионную стойкость и пять тел для определения износостойкости.

Испытания на ударостойкость проводят на вертикальном копре и определяют ее как количество ударов до разрушения мелющего тела при падении на него с высоты 1 м груза весом 75 кГс.

Кавитационно-эрозионную стойкость мелющих тел определяют в среде водопроводной воды с помощью диффузора при давлении воды на выходном конце

1,10-10 Н/м2, напорном давлении

31,7-10 Н/м2 и скорости потока 22 м/с. Используют образцы в виде пластинок размерами 20 х 40 мм и толщиной 3-5 мм.

Для определения износостойкости из мелющих тел вытачивают образцы диаметром 10 мм и длиной 25 мм. Испытание проводят на машине МИ-1М сухим трением скольжения образца

по абразивному кругу при давлении

20 дин/см2 и скорости вращения 1,05 м/с, Химические составы известного и предлагаемого чугуна и уровень их свойств приведены в табл.1 и 2 соответственно.

Как следует из табл. 1 и 2 дополнительный ввод элементов в состав предлагаемого чугуна позволит повысить по сравнению с известным чугуном кавитационно-эроэионную стойкость в 1,2-1,3 раза, а ударостойкость в И,3-1,6 раза.

Формула изобретения

Белый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром,титан, ванадий, медь, азот и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения кавитационно-эрози- онной стойкости и ударостойкости, он дополнительно содержит магний при следующем соотношении компонентов, мае.%:

0

5

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Титан

Ванадий

Медь

Азот

Магний

Железо

2,8-3,8 0,2-1,2 О,1-0,8 0,1-0,6 0,01-0,05 О, 154),80 0,02-0,30 0,ОС7-0,3 0,003-0,08 Остальное

Составитель Н.Костерной Редактор И.Дербак Техред Л.Сердюкова Корректор И.Эрдейи

Заказ 115

Тираж 489

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Таблица 1

Подписное