Износостойкий чугун Советский патент 1992 года по МПК C22C37/06 

Изобретение относится к металлурги, в частности к получению износостойких Чугунов валкового инструмента станов холодной прокатки.

Известен чугун, применяемый для изготовления валков, содержащий компоненты вгследующем соотношении, мас.%: Углерод 3,0-3,8

Кремний0,05-0,1

Марганец0,05-0,1

Хром9,0-12.,0

Кобальт0,1-0,5

Иттрий0,008-0,5

ЖелезоОстальное

Однако чугун имеет относительно низкую термостойкость за счет высокого содержания углерода. Модифицирование чугуна иттрием до 0,5% экономически невыгодно.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является чугун, содержащий компоненты в следующем,со- отношении, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Молибден

РЗМ

Алюминий

Ванадий

Азот

Железо

1,8-2.4 0,5-1,5 0,5-1,5 16,0-22,0 0,5-1,5 0,1-0,25 0,1-1,0 0,1-0,8 0,01-0,1 Остальное

Х|

О

о

Недостатком этого чугуна является относительно низкая износостойкость, которую можно объяснить недостаточным присутствием углерода в чугуне, наличие

крупных и хрупких заэвтектических карби- дов, а также невысокая жидкотекучесть 445-463 мм п о спирали Кери при температуре заливке 1400°С. Пленочные включения, образующиеся в расплаве, со- храняются в отливках, что снижает его тер- мо- и износостойкость. Использование суммы РЗМ не позволяет целиком направить их действие на улучшение свойств чугуна, так как действие индивидуальных РЗМ, входящих в сумму, не идентично и часто противоречиво. Использование суммы РЗМ не дает возможности получать стабильные свойства.

Целью изобретения является повыше- ние износостойкости, жидкотекучести и термостойкости..

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, дополнитель- но содержит иттрий, церий, ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод2,4-2,6

Кремний-0,4-0,6

Марганец0,4-0,6

Хром 15,0-16,5

Молибден. 0,9-1,1

Ниобий 0,02-0,03

Иттрий0,03-0,04

Церий0,08-0,09

ЖелезоОстальное

при этом соотношение иттрия и церия должно отвечать следующей зависимости:

0,14 2Y + Се, 0,16. Дополнительный ввод иттрия упрочня- ет металлическую основу и уменьшает поля, состоящие из остаточного аустенита, измельчает карбиды, структура становится более однородной.

Рафинирование расплава церием уси- ливает модифицирующий эффект иттрия, а также увеличивает количество и улучшает форму карбидов,

Введение в состав ниобия способствует получению дисперсных и первичных карбидов, уменьшает долю крупных заэвтектических карбидов, отрицательно влияющих на износостойкость чугуна, а также влияет на измельчение карбидов, способствует рав- номерному распределению в металлической основе.

Соотношение иттрия и церия должно отвечать зависимости 0,14 S2Y+ Се 0,16, в пределах этого эффект от влияния иттрия и церия выражается в наибольшем увеличении свойств чугуна. В случае, если это соотношение ниже указанного предела, то не обеспечивается необходимая термостойкость. Выше верхнего предела это соотношение не обеспечивает увеличение модифицирующего эффекта, а себестоимость чугуна увеличивается.

Изобретение осуществляется следующим образом.

Чугун выплавляют в печи ИСТ-0,4. В качестве шихтовых материалов применяют передельный чугун, отходы стали, ферросплавы, содержащие хром, молибден,, ниобий. В качестве модификаторов используют иттрий металлический ИТМ-5, церий электролитический СеЭ-3 и феррониобий марки FeNb 65. Температура ввода модификаторов 1500-1550°С. Иттрий, церий и феррониобий вводят в ковш при заполнении ковша на одну треть при разливке металла. Химические составы и свойства чугунов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, дополнительное введение в состав чугуна иттрия, церия и ниобия увеличивает износостойкость в 2-4. раза, термостойкость в 3,0-3,5 раза, а жидкотекучесть от 450 до 580 мм по спирали Кери.

Фор мула изобретения Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, иттрий, церий и железо, отличающ с я тем, что, с целью повышения износостойкости, жидкотекучести и термостойкости, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод2,4-2,6

Кремний0,4-0,6

Марганец0,4-0,6

Хром -15,0-16,5

Молибден0,9-1,1

Иттрий0,03-0,04

Церий0,08-0,09

Ниобий0,02-0,03

ЖелезоОстальное

при этом соотношение иттрия и церия должно отвечать следующей зависимости: 0,14 2У+Се 0,16.

ч а ч и е. Составы.2,3,. отвечает зависимости О,И Ј 2Y + СеЈ0,б.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при получении износостойких чугунов для валкового инструмента станов холодной прокатки. Целью изобретения является повышение жидкоте- кучести, износостойкости и термостойкости. Чугун содержит, мас.%: углерод 2,4-2,6; кремний 0,4-0,6; марганец 0,4-0,6; хром 15- 16,5; молибден 0,9-1,1; иттрий 0,03-0$4; церий 0,08-0,09; ниобий 0,02-0,03; жёлезр остальное. При условии, что соотношение иттрия и церия должно отвечать зависимости 0,14 2Y+ Се 0,16. Дополнительный ввод ниобия в состав чугуна повышает износостойкость в 1,3-1,8 раз, термостойкость в 2,7-3,1 раза, а жидкотекучесть с 450 до 580 мм по спирали Кери. 1 табл.