Износостойкий чугун

с пс 37110 НАЦИОНАЛЬНЫИ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Писаренко Леонид 3 отович Хацкевич Владимир Анатольевич Капсаров Александр Григорьевич Бусел Иван Андреевич (ВУ)(72) Авторы Писаренко Леонид Зотович Хацкевич Владимир Анатольевич Капсаров Александр Григорьевич Бусел Иван Андреевич (ВУ)Зотович Хацкевич Владимир Анатольевич Капсаров Александр Григорьевич Бусел Иван Андреевич (ВУ)1. Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, углерод кремний марганец хром молибден титан никель ванадий медь вольфрам алюминий сера фосфортитан, НИКЕЛЬ, СЕру, фОСфОр И ЖЕЛЕЗО, ОТЛИЧЯЮЩИЙСЯ ТЕМ, ЧТО ДОПОЛНИТЕЛЬНО СОДЕРЖИТ ванадий, МЕДЬ, вольфрам И алюминий ПрИ СЛЕДУЮЩЕМ СООТНОШЕНИИ КОМПОНЕНТОВ, мас. 22. Чугун по п. 1, отличающийся тем, что количество углерода и кремния в сумме со ставляет 3,7-3,9 мас. .Изобретение относится К металлургии, в частности К составам чугунов, применяемых для изготовления деталей, работающих в условиях ударно-абразивного износа, например мелющих тел шаровых мельниц в цементной, строительной, горнодобывающей и других областях промышленности.Известен износостойкий чугун химического состава 1, мас.Недостатком этого чугуна является использование дорогих легирующих элементов,которые вносят в состав чугуна в виде ферросплавов или металлов, что увеличивает стоимость изделий, которая несоизмерима с их эксплуатационной стойкостью ограниченность применения, так как чугун такого состава не может выплавляться в вагранках.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чугун 2 следующего химического состава, мас.Недостатком указанного чугуна является то, что из-за верхних пределов по содержанию углерода, его нельзя использовать для получения отливок, например, мелющих тел в песчано-глинистых формах из-за возможности появления половинчатой структуры белого и серого чугуна, которая приводит к резкому снижению твердости и износостойкости отливок.Задачей изобретения является разработка состава чугуна, в котором содержание углерода и кремния обеспечивает кристаллизацию структуры белого чугуна, позволяющей получение отливок, например, мелющих тел при литье в сырые песчано-глинистые формы с равномерной твердостью по сечению отливок не менее 400 НВ, с хорошей жидкотекучестью и малой склонностью к появлению усадочных раковин в отливках.Поставленная задача решается тем, что износостойкий чугун, содержащий углерод,кремний, марганец, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит хром, титан, молибден, ванадий, никель, медь, вольфрам, алюминий, при следующем соотношении компонентов, мас.Суммарное содержание углерода и кремния в чугуне равно 3,7-3,9 , а суммарное содержание легирующих элементов - 0,4-0,8 .При указанном соотношении компонентов обеспечивается такая степень переохлаждения чугуна в процессе эвтектической кристаллизации, что при заливке отливок в сырые песчано-глинисть 1 е формы, затвердевание отливок происходит исключительно по метастабильной системе Ре - Ре С, то есть с получением структуры белого чугуна, содержащего карбидную эвтектику ледебурит и перлит.При суммарном содержании углерода и кремния в чугуне, равном 3,7-3,9 , и суммарном содержании легирующих элементов О,4-О,8 , обеспечивается получение более мелких кристаллов ледебуритной эвтектики, минимального количества перлита и тем самь 1 м обеспечивается равномерная твердость отливок по сечению не ниже 400 НВ.Снижение содержания углерода способствует получению структуры белого чугуна в отливках. Верхний предел его содержания 3,1 выбран из условия получения структуры белого чугуна в отливках при сохранении остальных элементов в выбранных пределах.Нижний предел содержания углерода 2,6 в чугуне обусловлен его плавкой в вагранках, так как при содержании углерода меньще 2,6 в щихту необходимо вводить больщое количество стали, что снижает жидкотекучесть чугуна и увеличивает склонность к появлению усадочных раковин в отливках.Кремний в указанных пределах в чугуне способствует получению структуры белого чугуна в отливках при сохранении остальных элементов в выбранных пределах.Марганец в указанных пределах способствует получению структуры белого чугуна в отливках, но при содержании его более 1,5 увеличивается хрупкость отливок. Нижний предел 0,5 содержания марганца в чугуне выбран из условия получения структуры белого чугуна в отливках при сохранении содержания остальных элементов в выбранных пределах.Содержание серы и фосфора выбрано из условия внесения их в чугун с щихтовыми материалами.Хром, титан, молибден, ванадий, никель, медь, вольфрам, алюминий, как легирующие элементы, вводятся в состав чугуна из специального сплава, вводимого в щихту, например, попутного продукта при плавке электрокорунда. Влияние каждого из этих элементов в отдельности на структуру и свойства отливок не представляется возможным из-за малого их соотнощения, однако суммарное их содержание в пределах 0,4-0,8 влияет на увеличение переохлаждения чугуна, что приводит к измельчению карбидной эвтектики, увеличению дисперсного перлита, повыщению и выравниванию твердости равномерно по сечению отливок.Сумма легирующих элементов менее 0,4 неэффективна, а более 0,8 повыщает содержание кремния, одновременно вводимого из легирующей добавки в чугун выще допустимых пределов. Введение легирующих элементов в состав чугуна в виде дещевого и недефицитного сплава, являющегося попутным продуктом при выплавке электрокорунда из бакситов делает сплав дещевым и перспективным материалом для получения мелющих тел (Шаров, цильпебсов).Химический сплав, Мас. сумма Твер- МИКРОлеги- ДОСТЬ структура Сплав рую- по се- леде- перС 51 Мп 5 Р Ст Т 1 Мо У 1 Н Си Ш А 1 Ре ЩИХ Чению бу- лит,эл-тов НВ рит, Предлагаемый состав 1 2,55 0,50 0,40 0,09 0,06 0,05 0,05 0,01 0,008 0,02 0,03 0,01 0,03 ост. 0,34 400 60 40 2 ЩИ 3 4 5 3,30 1,70 1,80 0,10 0,15 0,30 0,25 0,025 0,02 0,04 0,04 0,02 0,06 ост. 1,00 385 50 50