Чугун

 

ЧУГУН, содержащий , кремний, марганец, хром, никель, вана дий, тнтая в железо, отличающийся тем, что, с целью повышения эрозионнои авитационной и термической стойкости, он дополнительно содержит молибден, кальций и азот при следующем сооииошений компонентов, вес. %: 2,О-2,8 Углерод 0,4-0,8 Кремний Марган@1 5,О-1О,О 0,5-2,0 Хром 0,1-1,8 Никель О,1..О,4 Ванадий Титан 0,ОЗ-0,3 0,1-О,9 0,02-0,1 Кальций Азот , Железо Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3@у С 22 С 37/08

Ъ

ГОСУДАРСТНЕННИЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЪЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 hrI „. rl Ъ г. ъ re. %-.. -.

-.л»,, .» P (21) . 3353422/22-02 (22) 13.11.81 (46) 30.04.83. Бюл. № 16 (72) М. И. Карпенко и И. H. Даманни» ков. (71) Гомельский прлитехнический институт (53) 669. 13-018,2 (088.8) (56) 1 . Патент США № 2215740, кл. 75-125, 1957.

2. Авторское свидетельство CCCP

¹ 618442, кл. С 22 С 37/08, 1978.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 707987, кл. С 22 С 37/08, 1980. (54) .(57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, титакижелеэо, отличаю» щ и и с .я тем, что, с целью повышения, эрозионно-Кавитационной и термической стойкости, он дополнительно содержит молибден, кальций и азот.,при следую)нем соотношении компонентов, вес. %:

Углерод 2,0-2,8

Кремний О, 4-0,8

Марганец 5,0-10,0

Хром 0,5-2,0

Никель 01 1-1,8

Ванадий О, 1-0,4

% так 0,03-0,3

Молибден О, 1-0,9

Кальций 0,02-0, 1

Азов ОД 1- О, 1

Железо Остальное

1014960

Изобретение относится к металлургии, в частности, к изысканию белых чугунов с повышенной эрозионно-кавитационной и термической стойкостью.

Известен чугун (1 j следующего химического сос тава, вес.%:

Углерод 1,7-4,0

Кремний О, 1-5,0

Марганец 1,2-10,0

Молибден . O 1-2,О

Медь 2,0-5,0

Элементы иэ группы, содержащей хром, никель, ванадий от следов до 4,0

Железо Остальное

Известный чугун в отливках имеет мартенситную или аустенитную металлическую основу, но обладает недостаточной эрозионной стойкостью в газообразных и гидроабраэивных средах. Низкая технологическая пластичность не позволяет получать изделия с высокой кавитационной стойкостью.

Известен износостойкий чугун (2), содержащий, вес.%:

Углерод 2,2-3,4

Кремний 1,0-2,6

Марганец 1,5-7,1

Никель 1,0-2,6

Титан О, 1-0,5

Сурьма О, 1-0,5

Берий 0,02-0,5

Азот 0,020,3

Железо Остальное

После нормализации с температуры 35

1050-1100 С отливки из этого чугуна ойидают удовлетворительной кавитацион- ной стойкостью в гидроабразивных средах (0,0025-0,0085 г/ч).

Однако низкая технологическая пластичность и динамическая прочность снижают эксплуатационную стойкость чугуна в газоабразивных средах.

Наиболее близким к предлагаемому 45 по технической сущности и достигаемому результату является чугун 53 J следуюшбго химического состава, вес.%:

Углерод 1, 8-2,8

Кремний Ов4- - э 6 . j0

Марганец 5,0-10,0

Никель О, 1-2,0

Хрм 0,5-2,0

Ванадий 0,2-0,4

Титан О;03-0, 1

Железо Остальное

Иэвестнмй чугун в деформированном состоянии имеет. следующие свойства: твердость по Бринеллю 3050 470 NIIa; предел прочности 623-843 МПа и потеря массы после 3 ч испытаний 8-22 мг.

К недостаткам известного чугуна следует отнести неудовлетворительные эрозионно-кавитационные свойства и низкую термостойкость, вызывающую снижение эксплуатационных свойств из-эа появления трещин при колебаниях температурЫ.

Йель изобретения - повышение эрозионно-кавитационной и термической стойкости

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, титан и железо, дополнительно содержит молибден, кальций и азот при следующем coavrношении компонентов, вес.%:

Углерод 2,0-2,8

Кремний 0,4-0,8

Марганец 5,0-10,0

Хром 0,5-2, О

Никель О, 1-1,8

Ванадий О, 1-0,4

Титан О, 03-0,3

Молибден О, 1-0,9

Кальций 0,02-0, 1

Азот 0,01-0,1 .

Железо Остальное

Молибден в количестве 0,1-0,9 вес.% . упрочняет металлическую основу и повышает эроэионно-кавитационные свойства чугуна. При увеличении содержачия мо

t либдена более 0,9 вес.% уменьшается технологическая пластичность, а при снижении содержания молибдена менее

О,l вес.% его влияние на эроэионно-кавитационные свойства незначительно.

Кальций в количестве 0,02-0,1 вес.% оказывает благоприятное влияние на макроструктуру и очищает границы зерен в отливках. Нижний предел принят от количества, с которого начинает сказываться его модифицирующее влияние на структуру, а при увеличении его содержания более

0,1 вес.% начинает снижаться термостойкость чугуна.

Азот в количестве 0,01-0,1 вес.% в сочетании с титаном и ванадием образует мелкодисперсные нитриды, способствующие измельчению литого зерна и повышению термической стойкости чугуна.

Повышение содержания азота более

0,1 вес.% снижает технологическую пластичность, а при уменьшении содержания азота ниже 0,01 вес.% заметно снижаются термическая и эроэионная стойкость.

60 4

В табл. 2 приведены данные експери» ментальных исследований эрозионно-асави, тационной счюйкосж и других свойств чугунов.

Данные табл. 2 показывают, что чугун предлагаемых составов () имеет более высокую эрозионно-кавитационную и термическую стойкость, которые обеспечивают снижение йроцессов wgtpaggmaмического размыва и поверхностного .разрушения, в результате чего увеличивает- : ся срок службы деталей из этого чут,уйа.

Экономический аффект от внедрения предлагаемого чугуна составит 4,3

6,5 млн. руб. на тонну готового металла.

3, 10140

Й табл. 1 приведены химические составы исследованных чугунов, вьптлавлен ных в индукционных печах с основной .. футеровкой тиглей, разлитых на горизонтальных установках непрерывной разливки и деформированных с уковом 4,0 на гид» равлическом прессе.

Кавытационная стойкость чугунов определялась на установках гндроабраэивного изнашивания при скорости потока 38- . 10

37 м/с и концентрации кварцевых частиц

6Р-6,7 г/л средней твердостью Н6о

981 МПа. Короэионно-усталостная стойкость, при кавитации определена на струеударных установках, а эроэйонный 35 нзнос - на стендах газоструйного износа с высокой концентрацией твердых частиц (57-66 r/ì ) в гаэовьи потоках.

101496О

I !

I г4 Щ g) о о о! о„о в

o" ц о" о" о"

Р! Р 1! 0)

o" o o o

c4„6) о" а5 о" о!

О„(о о" (О !О О о" сч о î o„o щ о Р Ф a) <О и о о о о о о !6

Ф! Ol C4

® cl н р!

31 д 11 н to о„о. о" о" о" и Ж о о о" о e"

Табло%а 2

1014960

100

18,6

382

1 102

22,4

418

2 . 84

16,0

3 72

10,4

12,8

486

7,6

8,5

122

6,2

7,0

36. Заказ 3 141/25 Тираж 627 Поднисное

BHHHIIH Государственного комитета СССР, по делам изобретений и ожуиажй

f13935, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Косторной

Редактор П. Макаревич . Техред И.Гайду Корректор B. Бутнга

C r ;