Чугун
ЧУГУН, содержащий углерод, : кремний, марганец, ванадий, железо, отличают и,-й с я тем, что, с целью повьшения окалиностойкости, он дополнительно содержит кальций, бор,- олово и свинец при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Углерод3,0-3,4 Кремний 5,0-8,0 Марганец 0,005-0,04 Вана/ ий 0,08-0,12 Кальций 0,001-0,02 Бор0,1-0,3 Олово0,1-0,3 Свинец 0,005-0,012 Железо Остальное (Л С
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
NUWIHRW
РЕСПУБЛИК ае а»
4(51
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
flO ДЕЛАН ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЯ
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
li AeTOlCROMY C SY,(21) 3661575/22-02 (22) 10.11.83 (46) 23.01 ° 85. Бюл. 11 3 . (72) Е.И.Шитов, Л.Л.Счисленок, И.И.Жуковский и Н.А.Ярмолик (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (53) 669. 15-196(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР
11i 939582, кл. С 22 С 37/00, 1981..
2. Авторское свидетельство СССР по 9аявке У 3634851/22-02, кл. С 22 С 37/10, 1983. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения окалиностойкости, он дополнительно содержит кальций, бор, олово и свинец при следующем соотношении ингредиентов, мас.й: Углерод 3,0". 3,4
Кремний 5, 0-8,0
Марганец 0,005-0,04
Ванадий 0,08-0,12
Кальций 0,001-0,02
Бор 0,1-0,3
Олово 0il-О,3
Свинец 0,005-0,012
Железо Остальное
1135788
Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий и железо, дополнительно содержит кальций, бор, олово, свинец при следующем соотноше. нии ингредиентов, мас,X:
Углерод 3,0-3 4
Кремний 5,0" 8, О
Марганец 0,005-0,04
Ванадий 0,08-О,12
Кальций 0,001-0,02
Бор 0,1-0,3
Олово 0,1-0,3
Свинец 0 05-0,012 55
Железо Остальное
Пределы содержания ингредиентов выбраны, исходя из наиболее благоИзобретение относится к литейному, производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для производства деталей, работающих при высоких температурах.
Известен чугун (1) следущего химического состава, мас.Х;
Углерод 3,0-3,4
Кремний !,6-2, 2
Марганец 0,005-0,04
Сурьма О, 15-0, 25
Сера 0,1-0,2
Ванадий 0,15"0,45
Железо О с т аль ное 15
Зтот чугун имеет.в своем составе элементы, легирующие и стабилизирующие карбидную фазу и упрочняющие металлическую основу сплава, что обуславливает удовлетворительные механи- 20 ческие свойства чугуна. Однако ис " пользование данного состава для деталей, работающих при высоких температурах, невозможно ввиду низкой жаростойкости сплава. 25
Наиболее близким к изобретению по достигаемой цели является чугун (2J который содержит следующие компонен" ты, мас.й:
Углерод 3, 0-3,4 30
Кремний 2,5-б,О
Марганец 0,005-О,О4
Алюминий 4 0-7,О
Хром 0,8-3,5
Сурьма 0,05-О,О8
Железо Остальное
Недостатком известного чугуна является низкая окалиностойкость при 800 С.
Цель изобретения - повышение ока- 10 линостойкости. приятного сочетания структуры и свойств чугуна, Нижний предел по содержанию углерода (3,0Е C) и кремния (5,0X Si)
Обе печивает получение перлитноферритной структуры г включениями цементита не более 2К Верхний предел по углероду (3,4Х С) и кремнию (8,07 Si) гвяэян с образованием вьгсококремнигтого ферритя, вегьмя "ToH
КОГО к проце ссам Окисления В ВыгокО температурной газовой среде. Увеличение содержания перечисленных элементов выше верхнего предела не дает существенного повышения окялиностойкогти чугунов, дополнительно содержащих ванадий, кальций, бор, олово, свинец и марганец. Модифицировяние расплава силикокальцием пределы добавок выбраны экспериментально иэ расчета получения 0,001-0,02Ж Ca) очищает Границы энтектических зерен от ликвирующих элементов, окислов, неметаллических включений и повышает раэгарогтойкогт" материала. Нижний предел по одержянию марганца 0,0057, Ванадия 0,087., олова 0,17, боря 0,1Х и свинца 0,005Х обеспечивает значительное повышение окялиностойкости чугуна при минимальной степени легировяния материала. Увеличение ванадия и бора гвыше 0,127. и 0,37. соответственно В чугуне данного состава приводит к образованию эвтектических ° карбидов в структуре и снижает жаростойкость чугуна. Повышение концентрации олова выше,О,ЗЕ и свинца свыше O,l?X снижает разгаростойкость сплЯВЯ Очевидно зЯ счет ОбрЯЭОВЯния легкоплавких эвтектик, концентрирующихгя по -.ðàíèöàì эвтектическ.х зерен.
II р и м е р. Для изучения структуры и свойств чугуна предполагаемо10 состава выплавлены сплавы с различным содержанием компонентов. Для сравнительных испытаний используют чугун известного состава с содержанием ингредиентов на среднем уровне.
Технология получения сплава предлаГяемОГО гогтяВя эяключяется В расплавлении ниэкомаргянцовистой шихты
Выгокоуглеродигтых метяллиэовянных окатышей, добавки в расплав ферросплавов к.темнил (757. Si), ванадия (45X Ч), бора (RX P>). В ковш перед заливкой Uâaäÿò металлическое олово (987 Бц) силикокяльций (457 ;1 207 < I "
1135788
Расчет птихты осуществляется с учетом усвоения кремния, олова и ванадия на уровне 85-901 кальция и борана уровне 80-857..
Уровень содержания ингредиент в
Сплав
С Si Mn
3 2 4 25 0 22
Известный Средний
Предлагаемый
3,0 5,0 0,005 0,08 0,001
3,2 6,0 0,022 0,1 0,01
3,4 8,0 0,3. 0,12 0,02
3,0 4,9 - 0,005 0,08 0,001
3,4 8,2 0,4 0,12 0,025
Нижний
Средний
Верхний
Ниже нижнего
Выше верхнего
Продолжение таблицы
„Химический состав мас.Ж
Ок алино" стойкость, г/м . 4
Я °
В Sn Pb .Sb Cr Al
Известный
0,065 2,1 5,5 2,6
Предлагаемый
0,63
0,1 0,005
0,2 0,009
0,1
0,51
0,2
0 36
0,3 0,012
0,3
0,73
0,085 0,08 0,003
0,33 0,35 0,015
0,38
ВНИИПИ Заказ 10249/1 8 Тирах 582 Подписное
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4
Образцы для испытания заливают в сухую песчаную форму. Испытания на жаростойкость проводят при 800 С.
Составы сплавов и результаты исследования представлены в таблице.
Как видно из таблицы, дополниттль ный ввод в сплав кальция, олова, бора и свинца существенно повышает окалиностойкость.
Предлагаемый состав чугуна целесообразно испольэовать для изготовления котлов, котельных установок.
Расчетный экономический эффект от внедрения объекта только на одном !
О заводе составит !9 тыс.руб.
Химический состав мас.X
