Литейный сплав на основе железа Советский патент 1982 года по МПК C22C38/28 

() ЛИТЕЙНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

1

Изобретение относится к маталпургии, конкретнее к изысканию литейных износостойких сплавов на основе железа.

Известен сплав l на основе .железа следующего химического состава, вес.% :

Углерод 2-2,3

Марганец 1,7-2,0

Хром10-12

Никель 0,3-0,5

Титан 0,25-0,45

Железо Остальное

Известный сплав может содержать примеси в количестве, вес.%:

Кремний До 0,3 5

Сера До 0,06

Фосфор До О,06

Железо Остальное

Недостатком известного сплава является низкая износостойкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому peзyльJIaтy является сплав основе железа следующего химического состава, вес.%:

Углерод 1,5-2,5

Кремний 0,1-2,0

Марганец О ,3 - 0,5

Хром8,5-13

0,25-2,5

Титан 0,8-4,0

Ванадий

0,01-0,05

Алюминий

0,03-0,3

Кальций 0,8-2,5

Молибден

Остальное

Железо

Недостатком известного сплава являетдя низкая износостойкость.

10

Целью изобретения является повышение износостойкости.

Цель достигается тем, что сплав, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий,

15 кальций и железо, дополнительно содержит никель и редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов , вес.%:

2,0-2,5

Углерод

20

0,1-0,35

Кремний

1,7-2,0

Марганец

10-12

Хром 0,05-0,10

Титан 0,05-0,25

Ванадий

25 0,01-0,05

Алюминий 0,005-0,05

Кальций 0,30-0,50

Никель

Редкоземельные

0,005-0,08

металлы

30 Остальное

Железо

39603044

Сплав выплавляют в 60 кг индук-Химсостав опытных плавок сплава

ционной печи методом переплава.приведен в табл. 1.

. I,

Содержание Компонентов, вес.I Углерод |Кремний|марганец|Хром Титан Ванадий Алюминий Кальций НикелУРЗМ

Предлагаелвлй сплав

2,0 0,22 1,8 10 0,06 0,05 0,030,005 0,3 0,03

2,2 0,35 1,7 11 0,05 0,12 0,010,01 0,4 0,08

2,5 0,10 2,0 12 0,1 0,25 0,050,05 0,5 0,005 -, Известнйй сплав

1,8 0,9 0,4 10,5 0,36 2,5 0,030,04 Благодаря кальцию и РЭМ, взятых в указанных пределах, структура приобретает мелкодисперсное строение с заметно очищенными межзеренными границами. Одновременно снижается общее содержание неметаллических включений, газов, серы и фосфора, что благоприятно сказывается на величину ударной вязкости. Введение редкоземельных металлов также способствует повышению износостойкости, так как при наличии карбидообразующего элемента ванадия редкоземельные металлы оказывают благоприятное влияние на распределение и дисперсность карбидов. Являясь поверхностно-активными, редкоземельные металлы и кальций тормозят диф|фузию атомов в граничной зоне износа, что также может повышать износостойкость. Меньшее содержание кальция и .редкоземельных металлов не приводит к

Таблица 1 повышению износостойкости и улучшению структуры, большееих содержание вызывает образование избыточного количества окислов, которые, располагаясь на г аяицах зерен, резко худшают механические свойства, 30 Исследуют механические свойства .и износостойкость. Износостойкость определяют, на машине 1м-1 (машина Амслера) по сХеме вал-вкладыи. Вклаjj дыш изготавливают из предлагаемого сплава и известного, вал-ролик-контртело изготавливают из стали 2X13. Приведенный износ при различных нагрузках определяют по потере веса пары трений за пройденный путь после приработки. Трение сухое, В табл. 2 приведена износостойкость предлагаемого сплава в сравнении с известным. 45. Таблица 2

Известный0,5 Предлагаемый0,31 0,36 0,2 Как видно из таблицы, предлагавмый сплав превосходит известный по износостойкости.. 1,8 1,4 1,62 0,97 Предлагаемый сплав имеет значения ударной вязкости 4,8-5,3 кгсм/см, « 65 твердости HR 48-50, предела прочности 96-98 кгс/MMi- на уровне этих значений для известного сплава.

Ожидаемый экономический эффект по предварительным расчетам составит около 18 тыс.руб. в год за счет ИЗНОСОСТОЙКОСТИ сплава и экономии дефицитного молибдена, который присутствует в известном сплаве.

Формула изобретения

Литейный сплав на основе желеёа, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, ванадий, алюминий и кальций, отличающий с я тем, что, с целью повышения износостойкости, он дополнительно содерхсит никель и редкоземельные металлы при

следующем соотношении компонентов, вес.%:

2,0-2,5

Углерод

0,1-0,35

Кремний

0,7-2,0

Марганец

10-12

Хром 0,05-0,10

Титан 0,05-0,25

Ванадий 0,01-0,05

Алюминий 0,005-0,05

Кальций 0,30-0,50

Никель

Р едко 3 ёмель ные

0,005-0,08

металлы Остальное

Железо Источники информгщии, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 452619, кл. С 22 С 39/14, 1«174. 2. Авторское свидетельство СССР 712453, кл. С 22 С 38/28, 1977.