SU1627580A1 - Износостойкий чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве деталей шаровых мельниц. Цель - повышение механических свойств, износостойкости и ударно-усталостной долговечности. Новый чугун содержит ,, мас.%: С 2,75-3,1; Si 0,8- 1,1; Мп 0,7 - 1,3; Сг 13,5 - 17,5; Ко 1,3 - 2,6; Ni 0,3 - 1,0; Zr 0,09 - 0.6; Са 0,02 - 0,05; Со 0,08 - 0,28; Те 0,002 - 0,03 и Fe - остальное. Дополнительчый ввод Со и Те в чугун предложенного состава позволил повысить механические свойства 0 в 1,08- 1,27 раза, износостойкость - в 1,27- 1,67 раза, ударно-контактную долговечность с 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов чугуна дл  бронеплит шаровых мальниц.

Цель изобретени  - повышение механических свойств, износостойкости и контактно-усталостной долговечности .

Изобретение иллюстрируетс  примерами конкретного выполнени .

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.

Введенный цирконий микролегирует металлическую основу, измельчает структуру и повышает прокаливаемость и износостойкость при ударно-абразивном износе. При концентрации циркони  до 0,09 мас.% измельчение структуры и повышение износостойкости недостаточны, а при концентрации его более 0,6 мас.% снижаютс  упруго- пластические свойства и увеличиваетс  износ.

Кальций модифицирует и раскисл ет чугун, повыша  плотность и монолитность матрицы, очищает границы зерен, что обеспечивает существенное повышение стабильности и износостойкости. При концентрации кальци  до 0,002 мас.% модицифирующий и раскисл ющий эффекты недостаточны, а плотность чугуна в отливках и износостойкость низкие: при концентрации кальци  более 0,05 мас.% повышаетс  содержание неметаллических включений и сниоэ to 1 т

00

жнетс  стабильность структуры, герметичности , износостойкости и служебных свойств.

Кобальт, введенный в количестве 0,08 - 0,28 мас.%, микролегирует матрицу, повышает ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает износостойкость . Его концентраци  прин та от содержани  (0,08 мас.%), с которо- го начинает сказыватьс  его вли ние на износостойкость, и ограничено концентрацией 0,28 мас.%, выше которой снижаютс  упругопластические и эксплуатационные свойства.

Теллур, отбеливает, измельчает структуру, повышает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость. При концентрации теллура до 0,002 мас.% его модифи- цирующий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости сказываютс  незначительно, а при концентрации теллура более 0,03 мас.% увеличиваетс  содержание неметалли- ческих включений по границам зерен, снижаютс  пластические свойства, износостойкость при ударно-абразивном износе.

Никель упрочн ет матрицу, повышает ее коррозионную цтойкость, увеличивает термостойкость, стабильность структуры, износостойкость при ударно-абразивном износе, что обес- печивает повышение ударно-усталостной долговечности. Концентраци  никел  менее 0,3 мас.% приводит к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной СТОЙКОСТИ И ИЗНОСОСТОЙКОСТИ,

а при концентрации никел  более 1,0 мас.% снижаетс  стабильность структуры, повышаетс  содержание неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при ударно-абразивном износе.

Хром обеспечивает высокую стойкость и твердость матрицы, что обес- печивает высокие характеристки износостойкости . При увеличении содержани  хрома более 17,5 мас.% снижаютс  трещиностойкость, эксплуатационна  и ударно-усталостна  долговечность. Содержение хрома ограничено 13,5 мас.% так как при более низком содержании его снижаютс  твердость и однородность структуры, механические и

эксплуатационные свойства. Содержание молибдена прин то в количестве 1,3 - 2,6 мас,%, что способствует улучшению структуры, повышению твердости , коррозионной стойкости и износостойкости при ударно-абразивном износе. Увачичение содержани  молибдена более 2,6 мас.% снижает пластические свойства и стабильность износостойкости .

Содержание основных компонентов (углерода 2,75 - 3,1, кремни  0,8 - 1,1 и марганца 0,7 - 1,3 мас,%) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при ударно- абразивном износе и высокие эксплуатационные свойства.

При увеличении содержани  углерода более 3,1 мас.%, кремни  более 1,1 мас.% и снижении марганца менее 0,7 мас.% повышаетс  содержание перлита в структуре и снижаетс  износостойкость .

II р и м е р. Плавки износостойких чугунов известного и предложенного составов провод т в открытых индукционных печах методом переплава.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чугунный лом, возврат собственного производства, полуфабрикатный никель НПЗ, ферромолибден, феррохром, ферромарганец и другие ферросплавы. Тугоплавкие и неокисл ющиес  легирующие добавки ввод т вместе с шихтой, а легкоплавкие и лигатуру ФСЦВ-30 - после раскислени  металла за 5 - 10 мин перед разливкой металла непосредственно в литейные ковши вместе с модификаторами (теллуром и сили- кокальтием).

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до 350-450°С, в печь при наличии болота, перегрев расплава до температуры 1450-1530°С.

В табл.1 приведены химические составы износостойких чугунов р да плавок. Определение содержани  ингредиентов в чугунах провод т по стандартным методикам количественного дифференцированного химического анализа.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Стрелу прогиба определ ет на цилиндрических образцах диаметром 30 мм.

Как следует из табл.1 и 2, дополнительный ввод в состав предложенного чугуна теллура и кобальта позволил повысить Gu в 1,08 - 1,27 раза , износостойкость - в 1,27 - 1,67

раза и контактно-усталостную долговечность в 1,4 - 1,53 раза.

Claims (1)

1. Формула изобретени

   Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, цирконий, кальций и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  механических свойств, износостойкости и контактно-усталостной долго ечности, он дополнительно содержит кобальт и теллур при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   5

   Углерод

   Кремний

   Марганец

   Хром

   Никель

   Молибден

   Цирконий

   Кальцин

   Кобальт

   Теллур

   Железо

   2,75 - 3,10 0,8 - 1,1 0,7- 1,3 13,5 - 17,5 0,3 - 1,0 1,3 - 2,6 0,09 - 0,6 0,02 - 0,05 0,08 - 0,28 0,002 - 0,03 Остальное

   ШвестчкЧ чугун содержит, I: A1 0,1; В 0,03.

   Таблиц 1

   Содержани  компонентов, мас.1 чугуне

   Таблица 2