Износостойкий чугун Советский патент 1992 года по МПК C22C37/10 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к износостойким чугунам для отливок, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Известен износостойкий чугун следующего химического состава, мас.%: Углерод2.8-3,0

Кремний0,25-0,5

Марганец0,3-0,6

Хром26-30

Молибден0,4-0,6

Ванадий0,4-0,6

Никель0,4-0,6

ЖелезоОстальное

Этот износостойкий чугун имеет недостаточную ударно-абразивную стойкость и его подвергают термической обработке для снятия внутренних напряжений в отливках, что снижает эксплуатационные свойства.

Известный чугун обладает недостаточной твердостью, что снижает износостойкость и эксплуатационные свойства. Предел

выносливости при изгибе известного чугуна не превышает 450 МПа.

Наиболее близким к изобретению является износостойкий чугун, содержащий, мас.%:

Углерод4,0-4,5

Кремний3,5-4,0

Марганец0,5-1,0

Хром15-20

Иттрий0,5-1,0

ЖелезоОстальное

В качестве примесей этот чугун может содержать фосфор до 0,03 мас.% и серу до 0,03 мас,%. Твердость после литья 48-55 HRC, после термообработки 62-65 HRC; относительная износостойкость 1,42-1,53; предел прочности при изгибе 800-900 МПа. Недостаток- низкая эксплуатационная стойкость чугуна в условиях абразивного износа (до 760 ч).

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости.

сл

с

00

Ј

- to о

Предлагаемый износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, иттрий и железо, дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мае, %:

Углерод3,7-4,3

Кремний3,0-4,0

Марганец0,6-1,4

Хром15,1-20,5

Цирконий0,35-1,35

Иттрий0,03-0,12

Фосфор0,02-0,09

Титан0,4-1,2

Один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден3,15-4,18

Магний0,03-0,07

ЖелезоОстальное

Дополнительное легирование чугуна цирконием, титаном и элементом из группы, содержащей ванадий и молибден, и модифицирование его магнием значительно повышают механические и эксплуатационные свойства.

Плавки износостойких чугунов проводят дуплекс-процессом коксовая вагранка - индукционная печь емкостью 5 т. В качестве шихтовых материалов используют литейные чугуны, стальной лом, высокоуглеродистый феррохром, ферромолибден, феррованадий Вд2, ферротитан ФТи1, фер- роцирконий и другие ферросплавы.

При модифицировании чугуна используют магниевую лигатуру, металлический иттрий Итт2 и ферротитан. Заливку сухих форм производят при 1450-1470°С.

Составы износостойких чугунов опытных плавок приведены в табл.1.

После литья чугуны составов 1-10 подвергают термической обработке: нагрев до 950-980°С со скоростью 80-90°С/ч, выдержка при этой температуре 1 ч на 25 мм высоты сечения, охлаждение на спокойном воздухе. Механические свойства определяют на стандартных образцах по ГОСТ, а эксплуа- тационную стойкость - на деталях классификаторов, работающих в условиях абразивного износа.

Механические и эксплуатационные свойства износостойких чугунов опытных плавок приведены в табл.2.

Относительную износостойкость вычисляют как отношение износа эталонного образца к износу испытуемых образцов.

Повышенная эксплуатационная стой- кость предложенного износостойкого чугуна объясняется высокой твердостью и прочностью его металлической основы, образованием в процессе эксплуатации наклепа и вторичной твердости, что приводит к повышению стойкости в условиях абразивного изнашивания.

Формула изобретения Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, фосфор, иттрий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод3,7-4,3

Кремний3,0-4,0

Марганец0,6-1,4

Хром15,1-20,5

Фосфор0,02-0,09

Иттрий0,03-0,12

Цирконий0,35-1,35

Титан0,4-1,2

Магний0,03-0,07

Один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден3,15-4,18

ЖелезоОстальное

Таблица

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к чугунам для работы в условиях ударно-абразивного изнашивания. Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости. Износостойкий чугун дополнительно содержит цирконий, титан, магний и один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,7-4,3; марганец 0,6-1,4; кремний 3-4; хром 15,1-20,5; цирконий 0,35-1,35; иттрий 0,03- 0,12; фосфор 0,02-0,09; титан 0,4-1,2; один элемент из группы, содержащей ванадий и молибден, 3,15-4,18; магний 0,03-0,07 и железо остальное. Эксплуатационная стойкость чугуна составляет 882-928 ч. 2 табл.