Чугун Советский патент 1982 года по МПК C22C37/10 

1

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к изысканию износостойких чуГунов, применяемых для работы в условиях ударно-абразивного износа (например, зу&ья ковшей карьерных зкскаваторов-мехлопат).

Известен чугун 1 следующего химического состава, вес.%; Углерод 1,7-5,О Кремний 0,2-2,2 Марганец 1 -5,7 Никель1-6,3

Хром24 -37

Металл, выбран-i

ный из группы, .. содержащей молибден ванадий и вольфрам 4 -11 Железо Остальное Недостатком известного чугуна является низкая абразивная износостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чугун 2 следуняцего химического состава, вес.%: Углерод 1,3-2,3 Кремний . До 0,8 Марганец 4,01-7,0

Хром8-14

Железо Остальное Недостатком известного чугуна является низкая износостойкость в условиях абразивного и ударно-абразивного износа, что связано с нгшичнем значительного количества (около 100%) остаточного аустенита.

Целью изобретения является увеЛи10чение абразивной и ударно- абразивной стойкости.

Цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, маргенец, хром и железо, дополнительно 15 содержит бор и цирконий при следующем соотношении компонентов, вес.%:

1,6-2,0

Углерод 0,4-0,8

Кремний

Марганец 2,5-4,0

20 18 -25

Хром 0,05-0,2

Вор 0,01-0,1

Цирконий Остальное

Железо

Чугун выплавляют в индукционных

25 печах по технологии, принятой для известного чугуна.

В табл. 1 приведен химический состав чугуна, в табл. 2 - механ1 ческие и абразивные свойства предлагае30мого и известного чугуна.

Таблица 1

51

50

52

52

S:

52

52,4

м 58,2

56

Структура предлагаенюго чугуна после закалки состоит из карбидов хрома типа (С г fe)-, С в преимущественно мартенситной металлической основе при минимальном количестве (не более 20%) остаточного аустенита. Добавка циркония, измельчающего микроТаблица 2

58

56,5

56

48

60

60,5

60

52

60,5

61,8

60

52

60,1

60

59,9

56

структуру, способствует повышению 40 механических свойств. Введение бора (0,05-0,2%) приводит к повышению микротвердости карбидов и, как следствие, к увеличению износостойкости. Благодаря повышенному содержанию 65 хрома оптимальная структура чугуна обеспечивается .tipH меньшем содержании марганца, а при равном марганце достигдется более высокая твердость (табл. 2). Ударно-абразивную стойкост определяют на центробежном ускорителе ЦУК-3. Сущность метода состоит в том, что образцы подвергают воздействию потока абразивных частиц, создаваемого с помощью центробежного ускорителя. В радиальные каналы ротора ускорителя пос тупает абразив, который под действием центробежных сил вылетает из ротора и ударяет о Поверхность закрепленных вокруг ротора образцов. Образцы имеют размеры 20х15 4, допуски на размера по 7 классу точности, шероховатость поверхности не грубее 7 класса по ГОСТ 2789-73. В качестве эталона используют нормализованную сталь ст 3,для которой коэффициент относительной ударно-абразивной- стойкости равен единице. Абразивную стойкость определяют методом чашечного шлифования. Из табл. 2 видно, что предлагаемый чугун имеет более высокую твердость, чем известный, при.закалке малых (31ш), так и больших (350x1400 х X 1400 Мм) отливок. Предлагаемый чугун обладает высокой прокаливаемостью, которая, благодаря более высокому содержанию хрома обеспечивается при меньшем содержании марганца. Благодаря сбалансированному.составу по углероду, хрому и марганцу, он имеет более высокую абразивную (в 1,5 раза) и ударно-абразивную (в 2-3 раза) стойкость. Технико-экономические преимущества предлагаемого чугуна заключаются в повышении ударно-абразивной стойкости. Зубья имеют стойкость в 2 раза выше, чем .зубья ковшей из ста- ; ли 110Г13Л (ГОСТ 2176-77Ь Экономический эффект от использования предлагаемого .чугуна составит только для экскаваторов марки ЭКГ-8И свыше 3500000 руб. Формула изобретения Чугун, содержащий углерод, крем-. НИИ, марганец, хром и железо, о тличающийся тем, что, с целью повышения абразивной и ударноабразивной стойкости, он дополнительно содержит бор и цирконий при следующем соотнош.ении компонентов, вес.%: Углерод1,6-2,0 Кремний0,4-0,8 Марганец2,5-4,0 Хром18 -25 Бор0,05-0,2 Цирконий 0,01-0,1 ЖелезоОстальное I Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент CIOA № 3086858, кл. 75-128, опублик, 1963. 2.Авторское свидетельство СССР № 245372, кл. С 22 С 37/10, 1967.