Износостойкий чугун Советский патент 1981 года по МПК C22C37/08 

1. Изобретение относится к металлу гии, в частности к изысканию износ стойких чугунов, для изготовления деталей шламовых насосов, рудоразмольных мельниц и других износосто ких деталей. Известны чугуны, содержание углерод, марганец, кремний, хром, ни кель и железо и служащие для изго товления детс1лей. работающих в усл виях абразивного износа 13. Однако указанные чугуны имеют н достаточные прочностные характерис тики. Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигае мому результату является чугун сле дующего состава, .%: Углерод1,8-2,2 . Кремний0,8-1,2 Марганецдо О,5 Хром32,0-34,0 никель2,8-3,2 ЖелезоОстальное Этот чугун обладает следующими механическими свойствами: Предал прочности на изгиб, кгс/мм50-55 1,8-2,3 Стрела прогиба,мм Твердость HRC Недостатком известного является низкая абразивная износо- ; стойкость. Цель изобретения - повышение абразивной износостойкости. Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель и железо, он дополнительно содержит ванадий и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%: 2,0-2,3 Углерод 0,3-0,8 Кремний 0,3-0,6 Марганец 32,0-34,0 2,6-3,0 Никель 0,08-0,25 Ванадий 0,005-0,05 Кальций ДО 0,05 Фосфор Остальное Железо Легирование износостойкого чугуна ванадием способствует повышению прочности и твердости его за счет выделения дисперсных частиц карбида и карбонитрида ванадия. Наличие этих частиц обеспечивает измельчение блоков мозаики, увеличение плотности дислокаций, что приводит к уг5рочнению чугуВместе с повышением прочности и вердости возрастает износостойкость угуна.

Кальций благодаря своим высоким оверхностно-активным свойствам ад сорбируется на гранях растущих кристаллов и препятствует их росту. Это приводит к измельчению зерна в чугуне. Кроме того, кальций способствует глобуляризации неметаллических включений. Измельчение зерна и изменение формы неметаллических включений обеспечивает повышение трещиноустойчивости чугуна.

Оптимальная добавка ванадия в износостойкий, чугун составляет 0,080,25% и кальция 0,005-0,05%. Введение в чугун этих элементов в указанных пределах позволяет повысить прочностные свойства, твердость и износостойкость в среднем в 1,2 раза без ухудшения обрабатываемости чугуна. Ввод ванадия и кальция в количестве ниже предела малоэффективно. При содержании этих элементов выше верхнего предела дальнейшего измельчения зерен не происходит, но увеличивается размер и количество включений и снижаются механические свой-, ства.

Чугун выплавляется в индукционной печи с основной футеровкой.

Химический состав, механические свойства и износостойкость предложенного и известного чугунов приведены в таблице..Испытания на износостойкость в условиях гидроабразивного изнашивания проводились на лабораторной установке. Испытывались конические образцы размеров 0 30x35 мм с углом атаки 30° в течение 5ч..

Износ оценивается по потере веса образца за время испытания. Относительная износостойкость определяется как отношение потери веса образца из из(вестного чугуна к потере веса образца из предлагаемого чугуна.

И-спользование предложенного чугу,на для изготовления, например деталей рудоразмольных мельниц, позволит повысить их износостойкость, что обеспечит увеличение срока их службы,