[go: up one dir, main page]

SU1735386A1 - Wear-resistant cast iron - Google Patents

Wear-resistant cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1735386A1
SU1735386A1 SU904865690A SU4865690A SU1735386A1 SU 1735386 A1 SU1735386 A1 SU 1735386A1 SU 904865690 A SU904865690 A SU 904865690A SU 4865690 A SU4865690 A SU 4865690A SU 1735386 A1 SU1735386 A1 SU 1735386A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
iron
wear
blades
proposed
Prior art date
Application number
SU904865690A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Зотович Писаренко
Александр Сергеевич Монаенков
Михаил Борисович Трунов
Виталий Васильевич Журбин
Original Assignee
Минский Городской Центр Научно-Технического Творчества Молодежи Им.П.М.Машерова
Лебедянский Машиностроительный Завод Им.60-Летия Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Минский Городской Центр Научно-Технического Творчества Молодежи Им.П.М.Машерова, Лебедянский Машиностроительный Завод Им.60-Летия Ссср filed Critical Минский Городской Центр Научно-Технического Творчества Молодежи Им.П.М.Машерова
Priority to SU904865690A priority Critical patent/SU1735386A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1735386A1 publication Critical patent/SU1735386A1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к чугунам, работающим в услови х абразивного изнашивани , и может быть использовано дл  деталей дробемет- ного оборудовани , в частности лопаток. Цель изобретени  - повышение ударной в зкости, твердости и эксплуатационной стойкости. Предлагаемый чугун содержит, мас.%: углерод 2,5-3,5, кремний 0,0015- 0,15; марганец 0,0015-0,05; хром 16-22; вольфрам 0,2-1,0; кобальт 0,3-2,0; алюминий 0,05-0,15; барий 0,02-0,08; железо - остальное. 1 табл.The invention relates to metallurgy, in particular to cast iron, working under conditions of abrasive wear, and can be used for parts of shot-blasting equipment, in particular blades. The purpose of the invention is to increase the toughness, hardness and operational durability. The proposed cast iron contains, wt%: carbon 2.5-3.5, silicon 0.0015-0.15; manganese 0.0015-0.05; chrome 16-22; tungsten 0.2-1.0; cobalt 0.3-2.0; aluminum 0.05-0.15; barium 0.02-0.08; iron - the rest. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к чугунам, работающим в услови х абразивного изнашивани , и может быть использовано дл  деталей дробемет- ного оборудовани , в частности лопаток.The invention relates to metallurgy, in particular to cast iron, working under conditions of abrasive wear, and can be used for parts of shot-blasting equipment, in particular blades.

Известен износостойкий чугун, содержащий , мас.%:Known wear-resistant cast iron containing, by weight.%:

Углерод1,8-2,2Carbon1.8-2.2

Кремний3,5-6,0Silicon3.5-6.0

Марганец0,2-0,8Manganese 0.2-0.8

Хром16-21Chrome16-21

Бор (или титан) 0,1-0,3Boron (or titanium) 0.1-0.3

Молибден0,5-1,5Molybdenum 0.5-1.5

ЖелезоОстальноеIronErest

Однако чугун известного состава ввиду высокого содержани  кремни  имеет низкую прочность, пластичность и недостаточную эксплуатационную стойкость. Поэтому дробеметные лопатки, изготовленные из такого чугуна в процессе эксплуатации под воздействием дроби разрушаютс  уже в первые часы работы.However, cast iron of known composition due to its high silicon content has low strength, ductility and insufficient operational durability. Therefore, shot-blasting blades made of such cast iron are destroyed during the operation under the influence of the shot during the first hours of operation.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  износостойкий чугун следующего состава, мас.%:The closest to the invention to the technical essence and the achieved result is wear-resistant cast iron of the following composition, wt.%:

Углерод2,8-3,2Carbon2.8-3.2

Кремний0,8-1,0Silicon0.8-1.0

Марганец0,5-0,8Manganese 0.5-0.8

Хром17,0-23,0Chrome17.0-23.0

Алюминий0,1-0,3Aluminum0,1-0,3

Олово0,05-0,2Tin0.05-0.2

ЖелезоОстальноеIronErest

Данный чугун отливают только в кокиль дл  получени  мелкозернистой структуры отливок при ускоренном охлаждении и в сочетании с последующей нормализацией при 900-930°С и отпуском при 250-280°С повышаетс  его ударна  в зкость, износостойкость и эксплуатационна  стойкость. Однако используемые унифицированные лопатки при разработке технологии получени  их в кокиль подвергаютс  существенным конструктивным изменени м из-за увеличени  литейных уклонов, радиусов, так как тонкостенные отливки унифицированных лопаток при литье в кокиль подвержены короблению и трещинообразованию, требуVJThis cast iron is cast only in a chill mold to obtain a fine-grained casting structure with accelerated cooling and in combination with subsequent normalization at 900-930 ° C and tempering at 250-280 ° C increases its impact strength, wear resistance and service resistance. However, the unified blades used in the development of the technology for obtaining them in a chill mold undergo significant structural changes due to an increase in casting slopes and radii, since thin-walled castings of unified blades during casting in a chill mold are subject to warping and cracking, requiring VJ

GJGj

елate

СА) 00SA) 00

ОABOUT

етс  увеличение толщины рабочей плоскости , а следовательно, и массы отливок, что ведет к увеличению нагрузки на подшипники и вал колеса турбины и тем самым умень- шаетс  срок их службы. Кроме того, получение отливок лопаток в кокиль требует использовани  дорогосто щей, имеющей низкую стойкость оснастки, усложненной технологии получени  отливок и выделени  дополнительных площадей под специали- зированные участки, что не всегда приемлемо в услови х действующего производства. Целью изобретени   вл етс  повышение ударной в зкости, твердости и эксплуатационной стойкости.The increase in the thickness of the working plane, and consequently, the weight of the castings, which leads to an increase in the load on the bearings and the shaft of the turbine wheel and thereby reduces their service life. In addition, the production of castings of blades in a chill mold requires the use of expensive, low-durability tooling, sophisticated technology for producing castings and the allocation of additional space for specialized areas, which is not always acceptable under the conditions of existing production. The aim of the invention is to increase the toughness, hardness and service resistance.

Предлагаемый чугун, содержащий углерод , кремний, марганец, хром и алюминий, дополнительно содержит вольфрам, кобальт и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The proposed iron containing carbon, silicon, manganese, chromium and aluminum, additionally contains tungsten, cobalt and barium in the following ratio, wt.%:

Углерод2,5-3,5Carbon2.5-3.5

Кремний0,0015-0,15Silicon0.0015-0.15

Марганец0,0015-0,05Manganese0.0015-0.05

Хром16-22Chrome16-22

Вольфрам0,2-1,0Tungsten0,2-1,0

Кобальт0,3-2,0Cobalt 0.3-2.0

Алюминий0,05-0,15 .Aluminum 0.05-0.15.

Барий0,02-0,08Barium0.02-0.08

ЖелезоОстальноеIronErest

В качестве примеси предлагаемый чу- гун может содержать ванадий, титан, никель , фосфор и серу.As an impurity, the proposed iron can contain vanadium, titanium, nickel, phosphorus and sulfur.

В предлагаемом чугуне пределы по содержанию углерода и хрома выбирают из расчета обеспечени  высоких твердости, ударной в зкости и износостойкости как в литом, так и в термообработанном состо нии .In the proposed cast iron, the carbon and chromium content limits are selected on the basis of ensuring high hardness, toughness and wear resistance in both the cast and heat-treated condition.

При содержании 2,5-3,5 мас.% углерода и 16-22 мас.% хрома и отношении Сг/С 4,7-8,4 обеспечиваетс  получение в литом состо нии аустенитной структуры с равномерно распределенными в ней эвтектическими компактными хромистыми карбидами типа (Сг, Ре)зС и (Сг, Ре)Сз, ко- личество которых 28-33% от общего объема металла, максимальна  износостойкость и прочность чугуна. После термической обработки структура сплава состоит из легированного мартенсита, компактных эвтектических и мелкодисперсных вторичных карбидов типа (Сг, Ре)Сз, обладающих высокой твердостью и прочно удерживающихс  в мартенситной матрице, имеющей высокую износостойкость.With a content of 2.5-3.5 wt.% Carbon and 16-22 wt.% Chromium and a Cr / C ratio of 4.7-8.4, the austenitic structure with uniformly distributed in it eutectic compact chromium carbides is obtained in a cast state. such as (Cr, Pe) sS and (Cr, Re) Cz, the amount of which is 28–33% of the total metal volume, the wear resistance and strength of cast iron are maximum. After heat treatment, the alloy structure consists of doped martensite, compact eutectic and fine secondary carbides of the type (Cr, Fe) C3, possessing high hardness and firmly held in a martensitic matrix having high wear resistance.

Выплавку чугуна производ т в индукционной печи ИСТ-016 с кислой футеровкой. В качестве шихтовых материалов (в расчете на 100 кг) используют углеродистый полу- продукт,получаемый после деванадации ванадиевого чугуна в конвертерах и содержащий , мас.%: углерод не менее 3,4; кремний, марганец, хром, ванадий по 0,02-0,1; титан не более 0,03; фосфор и сера не более 0,06. Стружку и отходы от производства деталей из сплава стеллит, содержащего, мас.%: кобальт 47-53; хром 27-33; вольфрам 13-17; хром металлический, ферросиликобарий, алюминий.Iron smelting is performed in an IST-016 induction furnace with an acid lining. As the charge materials (per 100 kg), a carbonaceous semi-product is used, which is obtained after the vanadium iron has been devanadiated in converters and contains, in wt%, carbon is not less than 3.4; silicon, manganese, chromium, vanadium at 0.02-0.1; titanium is not more than 0.03; phosphorus and sulfur no more than 0.06. Chips and wastes from the production of parts made of stellite alloy, containing, wt.%: Cobalt 47-53; chromium 27-33; tungsten 13-17; metallic chromium, ferrosiliconium, aluminum.

На дно тигл  индукционной печи загружают расчетное количество стружки и отхо- дов сплава стеллит, хром, чушки полупродукта углеродистого, производ т плавку и перегрев чугуна до 1520-1580°С. В жидкий чугун ввод т 0,2-0,3 мас.% ферроси- ликобари , а непосредственно перед разливкой в ковш -0,05-0,15 мас.% алюмини . Температура заливки чугуна в формы 1400- 1450°С.At the bottom of the induction furnace crucible, the calculated amount of chips and waste waste of stellite, chromium, carbon semi-finished product ingots are loaded, the cast iron is melted and overheated to 1520-1580 ° C. 0.2-0.3% by weight of ferrosiliconium barium is introduced into the liquid cast iron, and immediately before casting, -0.05-0.15% by weight of aluminum is in the ladle. The pouring temperature of cast iron into molds is 1400-1450 ° C.

Провод т 11 плавок предлагаемого и три плавки известного чугунов с различным содержанием химических элементов.Conducted 11 heats of the proposed and three heats of famous iron with different content of chemical elements.

Известный чугун можно использовать только при отливке в кокиль.Known cast iron can only be used when chill casting.

В таблице даны сравнительные данные по твердости, ударной в зкости и эксплуатационной стойкости известного и предлагаемого составов чугуна, отливки из которых получают в равных услови х охлаждени , т.е. при заливке в песчаные формы и прошедшие термическую обработку по одинаковому режиму- нормализацией на воздухе с температуры 900-950°С и последующим отпуском при 250-280°С.The table gives comparative data on the hardness, toughness and operational durability of the known and proposed cast iron compounds, castings from which are obtained under equal cooling conditions, i.e. when casting into sand molds and having undergone heat treatment in the same mode — normalization in air from a temperature of 900–950 ° C and subsequent tempering at 250–280 ° C.

Как видно из таблицы, при отливке в одинаковых услови х охлаждени  в песчаных формах и термообработке по единому режиму, эксплуатационна  стойкость лопаток из предлагаемого состава чугуна в среднем в 1,7 раза превышает стойкость лопаток из известного состава чугуна. При этом ударна  в зкость и твердость предлагаемого чугуна в среднем в 2,2 раза и на 4 ед, HRC выше соответствующих показателей известного чугуна.As can be seen from the table, when casting under similar conditions of cooling in sandy forms and heat treated in a single mode, the operational resistance of the blades from the proposed composition of cast iron is on average 1.7 times higher than the resistance of the blades from the known composition of cast iron. At the same time, the impact viscosity and hardness of the proposed cast iron are on average 2.2 times and 4 units, HRC higher than the corresponding indicators of the known cast iron.

Эксплуатационна  стойкость лопаток, полученных из предлагаемого чугуна в песчаные формы, сопоставима и близка с эксплуатационной стойкостью лопаток из известного чугуна, полученных отливкой в кокиль, равн ютс  соответственно в среднем 216 и 230 ч.The operational durability of the blades obtained from the proposed cast iron in sand molds is comparable and close to the operational durability of the blades from the known cast iron obtained by casting in a chill mold, respectively, on average 216 and 230 hours.

При заливке предлагаемого чугуна в кокиль показатели эксплуатационной стойкости лопаток на 15-20% выше эксплуатационной стойкости лопаток из известного чугуна, также отлитого в кокиль. Это свидетельствует о возможност х ис- гюльзовани  предлагаемого чугуна дл  различных методов лить  и расширени  областей его применени .When casting the proposed iron in a chill mold, the operational durability of the blades is 15-20% higher than the operational durability of the blades of the known iron, also cast in a chill mold. This demonstrates the possibilities of using the proposed cast iron for various methods of casting and expanding its application areas.

Таким образом, использование предлагаемого чугуна позвол ет получить по срав- нению с известным более высокие показатели ударной в зкости, твердости и эксплуатационной стойкости лопаток, полученных как в песчаные формы, так и в кокиль .Thus, the use of the proposed iron allows to obtain, in comparison with the known, higher rates of impact toughness, hardness and service durability of the blades obtained both in sand molds and in the chill mold.

Claims (1)

Формула изобретени  Износостойкий чугун, содержащий углерод , кремний, марганец, хром, алюминий и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  ударной в зкости, твер0Claims of wear-resistant cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, aluminum and iron, characterized in that, in order to increase the impact strength, hard дости и эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит вольфрам, кобальт и барий при следующем соотношении компонентов , мас.%:reaching and operational durability, it additionally contains tungsten, cobalt and barium in the following ratio, wt.%: Углерод2,5-3,5Carbon2.5-3.5 Кремний0,0015-0,15Silicon0.0015-0.15 Марганец0,0015-0,05Manganese0.0015-0.05 Хром16-22Chrome16-22 Алюминий0,05-0,15Aluminum 0.05-0.15 Вольфрам0,2-1,0Tungsten0,2-1,0 Кобальт0,3-2,0Cobalt 0.3-2.0 Барий0,02-0,08Barium0.02-0.08 ЖелезоОстальноеIronErest 1515
SU904865690A 1990-06-19 1990-06-19 Wear-resistant cast iron SU1735386A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904865690A SU1735386A1 (en) 1990-06-19 1990-06-19 Wear-resistant cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904865690A SU1735386A1 (en) 1990-06-19 1990-06-19 Wear-resistant cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1735386A1 true SU1735386A1 (en) 1992-05-23

Family

ID=21535752

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904865690A SU1735386A1 (en) 1990-06-19 1990-06-19 Wear-resistant cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1735386A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2347840C1 (en) * 2007-07-12 2009-02-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Iron
RU2409692C1 (en) * 2009-11-02 2011-01-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 729273, кл. С 22 С 37/10, 1978. Авторское свидетельство СССР № 1125279,кл. С 22 С 37/10, 1973. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2347840C1 (en) * 2007-07-12 2009-02-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Iron
RU2409692C1 (en) * 2009-11-02 2011-01-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100402687C (en) Multielement high-nickel chromium wear-resistant cast iron and its prepn process
US2485760A (en) Cast ferrous alloy
CN112695253B (en) Carbide-containing high-strength high-toughness bainite wear-resistant steel and preparation method thereof
CN102383066B (en) Abrasion resistant cast steel and preparation method thereof
CN108559922B (en) A kind of rock tunnel(ling) machine hobboing cutter cutter ring alloy material and preparation method thereof
CN101412050A (en) Abrasion-proof cast iron roll collar for straightening steel rail and preparation method thereof
CN105008554A (en) Method for the production of high-wear-resistance martensitic cast steel and steel with said characteristics
JPH06500825A (en) Austenitic wear-resistant steel and its heat treatment method
CN100575528C (en) Cobalt-free multi-element high-speed tool steel and manufacturing method thereof
CN100415923C (en) High-strength cast air-cooled bainite wear-resistant steel and preparation method thereof
CN111411297B (en) Alloyed high manganese steel frog and manufacturing process thereof
CN1166803C (en) High vanadium high-wear-resistant alloy and its preparation method
CN117051322B (en) A high vanadium wear-resistant alloy and preparation method thereof
CN110273447A (en) Excavator bucket teeth and its manufacturing method
CN111218540B (en) High-boron iron-based wear-resistant alloy, preparation method and part thereof
CN106702252B (en) A kind of heat resistant and wear resistant alloy steel material and preparation method
CN101942606A (en) Nitrogen alloyed austenitic hot work die steel and preparation method thereof
CN111778446A (en) Mo-containing high-chromium wear-resistant alloy material and preparation method thereof
CN105886946B (en) A kind of preparation method of brake-pad friction block
US3702269A (en) Ultra high strength ductile iron
SU1735386A1 (en) Wear-resistant cast iron
GB2134135A (en) High-strength ferritic ductile iron
CN104593663A (en) Wear-resisting white cast iron and preparation method thereof
RU2087579C1 (en) Wear resistant cast iron
CN116732404B (en) A composite modified high chromium cast iron and its preparation method