JPH02500601A

JPH02500601A - 鋳鋼

Info

Publication number: JPH02500601A
Application number: JP62507013A
Authority: JP
Inventors: ティホノヴィッチ　ヴァーディム　イワノヴィッチ; パヴリューク　ウラディミール　デミトリエヴィッチ; ヴィノクル　ベルトルド　ベンツィオノヴィッチ; コンドラチューク　スタニスラフ　エヴゲニエヴィッチ; ルツェンコ　ゲオルギ　グリゴリエヴィッチ; エデムスキ　ウラディミール　クラフディエヴィッチ; キセレフ　ウラディミール　ボリソヴィッチ; カラセフ　ニコライ　ミハイロヴィッチ; ミアキシェフ　アナトリ　コンスタンチノヴィッチ
Original assignee: インスチテュート　プロブレム　リトヤ　アカデミイ　ナウク　ウクラインスコイ　エスエスアール
Priority date: 1987-08-25
Filing date: 1987-08-25
Publication date: 1990-03-01
Also published as: WO1989001987A1; EP0343244A4; US4929416A; EP0343244A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】鋳鋼技術の分野本発明は冶金に関し、より詳しくは衝撃特性の高接触荷重を有する強力衝撃−摩損の条件下に運転される選鉱機、ジョー型、コーン・ロータリδよびハンマクラッシャーの鋳造部品、鉱石吐出シュートのライニング、粉砕ロール、並びに破砕 −粉砕および冶金装置の他の要素の製造に使用できる鋳鋼に関する。

従来の技術重量％（％ｂｙ　ｍａｓｓ）で、炭　素　２．５　−　３．８ケ　イ　素　１．１　−　３．５マンカ゛ン　５．５　−１２．０クロム　１．５　−　４．０ホウ素　０．０５−　０．３チタン　０．１　−　０．２鉄　残部を含む゛耐摩耗性銑鉄が知られている／ＳＯ，Ａ、３９３，３５０゜このｔ７Ｃ鉄は摩損条件下に運転される部品の製造に使用できる。

しかし、前記銑鉄は、衝撃弾性を鋭敏に低下し、金属を一層脆くする高含量の炭素およびケイ素のために、主に粒界におけるケイ化物偏析の存在および過共晶炭化物の大サイズ介在物を特徴とする。これに関連して、それを衝腎−摩損条件下に運転される部品の製造に用いることができない。

同様の目的に使用され、重量％で：炭　素　１．６　−　３．０ケ　イ　素　０．１５　−　２．０マンガン　５．０　−１５．０クロム　５．０　−１２．０ホウ素　０．１−０．５チタン　０．２　−　１．０鉄　残部を含む合金もまた知られている／ＳＵ、Ａ、４９８３５０゜この合金は衝撃および接触圧力の存在下の摩損条件下で十分耐摩耗性である。

しかし、合金の組織中に共晶成分として存在するかなりの量の大サイズ炭化物およびホウ化物（その均一な分布の場合でも）、並びに大ザイズー次グレンの形成がその衝撃弾性の水準を有意に低下し、従って鋳造物の速やかな破壊を生ずる。

重量％で：炭　素　２．５−３．２クロム　９．０　−１０．８ケイ素　１．２−２．４マンガン　１１．０　−１５．０セリウム　０．００１−　０．２バナジウム　０．１５　−　０．３鉄　残部を含む耐摩耗性鋳鋼が知られている／ＵＳ、Ａ、５８７１７０゜この鋼は冶金および採鉱装置の強力耐摩耗性要素の製造り二使用できる。

しかし、針状晶として伸びた形状および鋼組織中の相間境界のかなりの長さを有するＭ　−Ｃｓ型の硬化相の存在がその衝撃弾性の低い水準（多くても０．０６４　Ｊ／ｎ′？）および長い炭化物が摩耗の面に対して配置される角度Ｃ：依存する部品の摩耗の不均一性を決定する。

発明の開示本発明の目的は衝撃特性の高接触荷重で衝撃−摩損の条件下の高い耐摩耗性に特徴があり、高い衝撃弾性を有し、同時に十分高い機械的および鋳造性パラメーターを保持するｖｉ鋼を提供することである。

この目的は炭素、ケイ素、マンガン、クロム、セリウム、バナジウムおよび鉄を含み、本発明によりさらにチタン、アルミニウムおよびホウ素を、次の成分割合、重量％：仄　＃　１．６　−３．０ケ　イ　素　１．２−１．６マンガン　１１．０　−１５．０り　ロ　ム　９．０　−１０．８セリウム　０．００１−０．２ハナノウム　０．１５　−　０．３チタン　０．０５　−　０．３アルミニウム　０．０５　−　０．１５ホウ素　０．００５−　０．０１５鉄　残部を含む鋳鋼の提供により達成される。

本発明による鋼は、炭化物、炭窒化物（ｃａｒｂｏｎｊｔｒｊｄｅ）などの形態で硬化分散相を有する均一オーステナイト組織に特徴があり、それがマトリックス内に均一に分布され、従って鋼に動的荷重の存在下の高い耐摩耗性、高い衝撃弾性、および採掘条件下の機械的パラメーターの安定性を与える。

蒲壁鋳造物の製造において、毘いき裂抵抗を保証するために次の組成、重量％：灰　光　１．６−２．０ケイ素　］、２−１．４マンガン　１１．０　−１５．０クロム　９．０−９．５セリウム　０．００１−　０．２バナジウム　０．１５　−　０．３チタン　０．０５　−　０．１アルミニウム　０．０５　−　０．１ホウＷ　０．　Ｏ０５０，００８鉄　残　部を有する鋳鋼を用いることが推奨される。

また次の組成、重量９１０：炭　素　２．４−３．０ケ　イ　渭：　１．４　−１．６マンガン　１２．９　−１５．０クロム　９．８　−１０．８セリウム　０．１−０．２バナジウム　０．２−０．３チタン　０．１５　−　０．３０アルミニウム　０．１　−０．１５ホウ素　０．０１　−　０．０１５鉄　残部を有する鋳鋼が提案される。

上記組成物は些細な衝撃荷重の存在下の主に摩耗下の高い耐摩耗性を保証する。

発明を実施する最良の方法本発明による鋼の鋳造は塩基性ライニングを有する電気炉中で公知の方法により行なわれ、ともに鉄合金の形態の新装入物並びに廃棄物の炭素鋼、高マンガンおよびクロム鋼の使用が計画される。

炉は次の順序で装入される：廃棄物および再循環材料が主装入物でアル；フェロクロムが溶錬後に装入される：フェロマンガン；フェロバナジウム；脱酸剤−ケイ素、アルミニウム；調節剤−チタン、ホウ素、セリウム。

鋳造の前に鋼を融解炉中で白色（アルミニウム質）合成スラグの下に保持される。

本発明によれば、鋼はまた電気−スラグおよび真空アーク再溶解の方法により製造することができる。

生した鋳鋼は次の組成（重量％）：炭　素　１．６−３．０ケ　イ　素　１．２−１．６マンガン　１］、０　−１５．０クロム　９．０　−１０．８セリウム　０．００１−　０．２バナジウム　０．１５　−　０．３チタン　０．０５　−　０．１５アルミニウム　０．０５　−　０．１５ホウ素　０．００５−　０．０１５鉄　残部を有する。

鋼中の１．６〜３．０重量％の炭素含量は組織中のＭ　ｑ　ＣｓおよびＭＣ型の小サイズ炭化物の最適量の形成を保証する。１．６重量％未満の炭素含量はマトリックス中の所望の型および配置の所望量の炭化物相の形成に十分でない、３．０重量％より多い炭素含量は、それが大サイズ針状過共晶炭化物の形成を生しそれが衝撃弾性を鋭敏に低下するので望ましくない。

１．２〜１．６重量％のケイ素含量は鋼の脱酸素、液体状態における良好な流動性の提供並びにセリウムおよびホウ素の一層完全な同化に必要である。１．６重量％より多いケイ素含量は脆いケイ化物の形成を生じ、それがグレン間破壊を生ずる。１．２重量％未満のケイ素含量は顕著な効果を与えない。

１１．０〜１５．０重量％のマンガン含量は鋼のパラメーターおよびオーステナイトベースの必要な水準を保証する。

鋼中の９．０〜１０．８重量％のクロム含量はオーステナイトの合金化およびマトリックス中の分散炭化物の形成によりパラメーターの必要な水準を保証する。

鋼中の０．００１〜０．２重量％および０．１５〜０．３重量％のセリウムおよびバナジウム含量はそれぞれ鋼中の小サイズ−次グレンを生し、その衝撃弾性を高める。

計の主成分は鉄であり；前記合金元素に加えて、鋼はまた不純物（重量％）：０．０３までの硫黄、０．１までのリン、合計０．５までの随伴不純物（Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃａ）を含む。

衝撃−摩損抵抗および衝撃弾性を高めるため、０．０５〜０．３重量％のチタンが本発明による日の組成中に組込ｇれる。上記範囲内で鋼中に導入されたチタンは共晶炭化物の減少を促進し、非金属介在物から粒界を浄化する。炭化物、ホウ化物および窒化物の粒界ムこおける遊離を防ぎ、チタンは有意な衝撃荷重下のグレン間詭性の起因を阻止し、またマトリックス中のＴｉＣ，ＴｉＢｚ、Ｔ　ｉ　Ｎ型の分散炭化物、ホウ化物および窒化物の形成および均一な分布により、および金属の転位組織の改善により、合金の衝撃−摩損抵抗を高める。この場合に、筒はマトリックス中の応力場により囲まれた二次相（炭化物、ホウ化物、窒化物）の遊離したマトリックスを含む、衝撃荷重下に、鋳鋼中に存在する転位が移動（滑動）し始める。二次相の粒子の周りに存在する応力場と相互作用し、前記粒子を滑動し、バイパスすると転位が閉転位環を形成する。応力場により囲まれた転位環の数が増加するとともに新滑動転位の押通し抵抗が増し、マトリックスの硬化が生ずる。

０．０５％未満のチタン含量で、鋼マトリックスの硬化中の炭化物、窒化物および炭窒化物の分布が達成されない、０．３重量％より多０チタン含量は、分散粒子の硬化およびそのエングロスメントによるマトリックスの飽和のために衝撃− 摩損抵抗の顕著な増加を与えない、凝結による炭化物のエングロスメントはそれらの間の距離を増し、転位の固定が弱められ、マトリックス硬化の増加を達成しない。

鋼中への０，０５〜０．１５重量％のアルミニウムの導入はセリウムおよびホウ素のより完全な同化を与え、また高温帯域中の鋳造物の冷却で合金化オーステナイトのグレンの成長を阻止する。さらにアルミニウムは工学的添加剤であり、それは日の深い脱酸素に必要である。アルミニウムはＡｌｘおよびＡｌ１ｔＯｚ化合物の分散粒子を形成し、初期組織を同化し、オーステナイト粒界の移動を防ぐ、アルミニウム含量が０．０５重量％未満に低下するとＡ［およびＡ！！！０３の分散粒子の量が高くないので、オーステナイトグレン成長の抑制に有意な効果を生じない。アルミニウム含量を前記限界（０，１５重量％）より高く増すと粒界におけるフィルム包含の形態におけるＡ７！Ｎの大粒子の形成のために有利でなく、それはもはやそれらの成長を阻止できない、その結果鋼は一層脆（なり、その衝撃弾性および耐摩耗性が低下する。

０．００５〜０．０１５重量％の景のホウ素の導入は、その組織中のＭＢ、型のセリウムおよびチタンホウ化物の介在物の形成によりマトリックスの硬化を与え、それが非常に硬くかつ耐摩耗性の化合物であり、耐摩耗性を高める分散粒子の形態で存在する。さらに、ホウ素は界面活性剤として作用し、リン原子の粒界への拡散を抑制し、従ってリン化物共晶の形成および衝撃荷重に基くグレン間脆性破壊を防ぐ。

０、０１５重量％より高いホウ素含量の増加は粒界におけるホウ化物の凝集体の形成（凝集）を生じ、衝撃弾性および耐摩耗性を鋭敏に低下する。０．００５重量％未満のホウ素含量の低下は調性質に対して顕著な効果を存しない。

本発明による鋼は公知の耐摩耗性鋼（Ｓｕ、Ａ、５８７．１７０）と同一試験条件下に実質的に等しい強度特性および十分高い塑性で比較して、鋳造パラメーター（流動性および線収縮）の変化なくその衝撃−摩損抵抗の５０〜８０％（ｂｙ　＋ａａｓｓ）および衝撃弾性の２．５〜２．８倍の増大に特徴がある。これらのパラメーターは前記口を各種の大および小サイズ形状の鋳造物の製造：衝撃特性のかなりの接触荷重の存在下に衝撃−摩損の苛酷な条件下に運転される粗砕− 粉砕、採鉱、選鉱および冶金装置の作業要素、部品および組立品、に対して使用することを可能にする。

本発明による綱の耐摩耗性および衝撃弾性の高パラメーターは採鉱および選鉱装置の置換可能単位の摩耗に対する主題の低い消費をもたらし：それらはまたその信頼性を高め、その有効寿命を延ばす、鋼は鋳造時の高き裂抵抗を特徴とする。

この鋼から１壁鋳造物を増分なく製造できる。

本発明による鋼の組成中にＨ２界的成分はない。

本発明が一層よく理解されるために本発明による鋼の化学組成およびパラメーターの若干の実施例が表１および２中ムこ示される。

産業上の利用可能性本発明の鋳鋼は衝撃特性の高接触荷重を有する強力衝撃−摩損の条件下に運転される遍鉱機、ジ；−型、コーン、ロータリおよびハンマクラッシャーの鋳造部品、鉱石吐出シニートのライニング、粉砕ロール並びに粗砕−粉砕および冶金装置の他の要素の製造に使用できる。

国際調査報告 □１□ｋ　ｐｃτ／Ｓつε７１０００９２

Claims

【特許請求の範囲】

１．次の組成（重量％）：炭素　　　　　１．６　　−３．０ケイ素　　　　１．２　　−１．６マンガン　　　１１．０　−１５．０クロム　　　　９．０　　−１０．８セリウム　　　０．００１−０．２バナジウム　　０．１５　−０．３チタン　　　　０．０５　−０．３アルミニウム　０．０５　−０．１５ホウ素　　　　０．００５−０．０１５鉄残部を有する鋳鋼。
２．次の割合（重量％）：炭素　　　　　１．６　　−２．０ケイ素　　　　１．２　　−１．４マンガン　　　１１．０　−１５．０クロム　　　　９．０　　−９．５セリウム　　　０．００１−０．２バナジウム　　０．１５　−０．３チタン　　　　０．０５　−０．１アルミニウム　０．０５　−０．１ホウ素　　　　０．００５−０．００８鉄残部の組成を有する、請求項１記載の鋳鋼。
３．重量％：炭素　　　　　２．４　−３．０ケイ素　　　　１．４　−１．６マンガン　　　１２．９−１５．０クロム　　　　９．８　−１０．８セリウム　　　０．１　−０．２バナジウム　　０．２　−０．３チタン　　　　０．１５−０．３アルミニウム　０．１　−０．１５ホウ素　　　　０．０１−０．０１５鉄残部の組成を有する、請求項１記載の鋳鋼。