Чугун Советский патент 1981 года по МПК C22C37/06 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству чугунов для деталей, работающих в условиях абразивного износа, например, лопаток дробеметных аппаратов . Известны износостойкие белые чугуны, содержащие углерод, кремний, марганец, хром и другие элементы 1 Для достижения максимальной изно стойкости содержание углерода в чуг нах такого рода должно, быть определ HfcJM образом связано с содержанием хрома, чтобы избежать появления в структуре сплава выделении заэвтект ческих карбидов, обладающих повыиен ной хрупкостью. По технической сущности из извес ных наиболее близким к предлагаемом является износостойкий 2J ел дующего химического состава: Углерод2,3-2,8 Марганец0,2-0,8 Кремниидо 1,Ь Хром.17-21Бор (или титан) 0,1-0,3 ЖелезоОстальное Чугун в качестве примесей содержит серу и фосфор до 0,1вес.% каждого.

(54) ЧУГУН Недостатком этого чугуна является низкая износостойкость вследствие низкого содержания углерода, которое не обеспечивает достаточного количества эвтектических карбамидов в структуре. Целью предлагаемого изобретения является повыиени-е износостойкости чугуна. Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, марганец, кремний, хром, титан и железо, дополнительно содержит ниобий, при следующем соотношении компонентов (%) : Углерод . 3,4-4,2 Кремний до 1,5 Марганец 0,6-0,8 Хром.13-18 Титан0,4-0,6 Ниобий0,4-0,6, ЖелезоОстальное В качестве примесей чугун содержит серу и фосфор до 0,1 вес.% каждого.( При -исследовании влияния сильных карбидообразующих элементов титана и ниобия на структуру хромистых чугунов было установлено, что зти элементы, образуя собственные

карбиды, способствуют уменьшению в структуре чугуна количества заэвтектических карбидов хрома. Кроме того, при легировании ниобием происходит измельчение эвтектической структуры чугуна. В связи с этим появляется:возможность повысить содержание углерода до 4,2% не опасаясь появления в структуре крупных вьщелений заэвтектических карбидов хрома, которые в процессе эксплуатации изделий выкрашиваются и снижают износостойкость чугуна.

При введении в чугун титана и ниобия, в количествах менее., чем 0,4%, доля образуемых ими собственных карбидов невелика, в связи.с чем не удается получить желаемой структуры. При содержании указанных элементов, превышающем О,6% наблюдается сильное охрупчивание сплавов.

I

Для установления оптимального

химического состава чугунов были выплавлены (по известной технологии) и исследованы чугуны с содержанием углерода от 3,4 до 4,2% хрома от 13 до 1В%, титана и ниобия от О,4- до 0,6%. . Химический состав предлагаемого и

Определение механических свойств и износостойкости производилось на образцах, подвергнутых термической обработке по следующему режиму: закалка в масле при температуре 950°С, отпуск при температуре в течение 1 часа. Одновременно испытывали образцы из чугуна известного состава. При испытании на износ в качестве эталона использовали образцы из закаленной стали 45.

Испытания на износ проводили по следующей методике. Цилиндрические образцы, имеющие высоту и диаметр 20 мм, усилием заранее тарированной пружины прижимались к вращающемуся 5 абразивному кругу. Величина усилия составляла 2 кгс. Продолжительность испытания составляла 2 мин. Величину износа определяли как потерю веса в граммах и выражали в процентах по отношению к первоначальному весу образца.

Коэффициент износостойкости К определяли как отношение величины износа и эталона к величине износа Uo опытного образца.

Результаты испытаний представлены в табл.1 и 2. Таблица 1 известного сплавов

Механические свойства и износостойкость и известного чугунов

Известный

84

гун

0,17 Таблица заявляемого

Потеря веса эталонного образца при испытании составила 1,37%.

Как видно из таблиц, предлагаемый чугун по износостойкости превоосодит известный в 1,3 - 1,7 раза.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, железо, отличающийся тем, что, с целью повьЕпения износостойкости, он дополнительно содержит ниобий при

следующем соотношении компонентов,

вес.%:

Углерод3,4-4,2

Кремний0,8-1,2

Марганец0,6-0,8

Хром13-18

Титан0,4-0,6

Ниобий0,4-0,6

ЖелезоОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторскоесвидетельство СССР № 151366, кл. С 22 С 37/06, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР № 195118, кл. С 22 С 37/06, 1967.