Чугун

 

ЧУГУН, содержащи углерод, кремний, марганец, сурьму, хром, молибден, бор и железо, отличающийся тем, что, с целью уменьшения износа чугуна в жидкометаллической среде, он дополнительно содержит никель, свинец, алюминий при cлeдyюp eм соотношении ингредиентов , мас.%: 3,0-3,4 Углерод 1,6-2,2 Кремний 0,005-0,04 Марганец 0,05-0,14 Сурьма 0,5-3,0 Хром 0,1-0,4 Молибден 0,08-0,15 Бор (Л 0,1-1,0 Никель 0,05-0,1 Свинец 0,1-0,5 Алюминий Железо Остальное

COI03 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3 А (19) (I I) 1(5() 0 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKONY СВИДЕТЕЛЬСТВМ (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, хром, молибден, бор и железо, о т л и ч аю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения износа чугуна в жидкометаллической среде, он дополнительно содержит никель, свинец, алюминий при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Углерод

Кремний

Марганец

Сурьма

Хром

Молибден

Бор

Никель

Свинец

Алюминий

Железо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3661082/22-02 (22) 10. 11. 83 (46) 23. 04. 85. Бюл. В 15 (72) Л.Л.Счисленок, Е.И.Шитов, В.Л.Трибушевский и Г.Т.Евдокименко (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669.15-196(088.8) (56) 1. Новые конструкционные материалы. Киев, "Знание", 1975, с. 142156.

2. Авторское свидетельство СССР

1(- 35535 10/22-02, кл. С 22 С 37/10, 1983.

3. Авторское свидетельство СССР

1Ф 3552121/22-02, кл. С 22 С 37/10, 1983.

3,0-3,4

1,6-2,2

0,005-0,04

0,05-0,14

0,5-3,0

О, 1-0,4

0,08-0, 15

О, 1-1,0

0,05-0, 1

0,1-0,5

0cтальное

1 )1 ))))1

11з об()е 1 (H«e атно(итс я к;1«тei(f(oM<<<

ПPОИ 1ВOJ СТвy Л (IM(.HHО f((.О(ТRВ IM

В froxn y (пе1

Известен чугу(1 (1) дпя деталей, работающих в контлк re с агрессит ными жидкометлппическими потоками следующегo химического состава, млс.7:

3,0-3,2 ,((о 1, 0

0,2-0,4

1,8 — 2,8

0,2-0,3

Остальное

Углерод

Кремний

Марганец

Алюминий

Титан

Железо

Однако данный чугун обпадлет недостаточной cтойкостью при темпера- 2р турах в районе 800 ()

Известен чугун j2) для деталей, работающих f) среде 1(J(aRJleHHoro цинка, следующе ro химического сос тана, ма с . 7,.:

Углерод 3,0-3,4

Кр Рмний 1,6-2,2

Мяp 1 я H е) (0,005-0,04

Сурьма 0,05-0, 14

Хром 0,4-0,6

Молибден 0,1-0,4 30

Алюминий

Однако этот чугун стоек лишь до о температур не выше. 600 0, при работе в среде жидкого алюминия он характеризуется повышенным износом (до 6,8 35 зя время испытаний).

Наиболее близким к предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является чугун (3) следующего хими- 40 ческого состава, мас.7: угJ(eðoJ(3,0-3,4

Кремний 1, 6-3,0

Марганец 0,005-0,04

Сурьма О, 05-0, 14 45

Хром 0,5-3,0

Молибден 0,1-0,4

Бор О, 08-0, 18

Железо Остальное

Известный чугун имеет в своем составе комплекс элементов легирующих и стабилизирующих металлическую основу материала.

Однако использование данного сплава для иэготовлениялитых корпус- 55 ных деталей насосов, перекачивающих жидкометаллическую среду, невозможно вниду низкой стойкости материала, f(< fIТRI< R«f У< Mr)1 < C ПВИ)(УШ

ROM ..)ТГ) СH ll < (1 fl< ) < f(P Jl<) C THТОЧ .1 ОЙ ст()п(1(ью )н г«р»la«1(R матрицы «нерявн(п«:p HI<1M ряс «родс JIEHIIRM структурных с а с тлнпя)<)1<11(х .

Цель «зоб)ре(ения — уме((ьшениР иэиосл чугунл в жидкомет((ппическо((с.реле.

Пост (ВJ1еIIHля цeHH достигается тем, что чугун, с o J(ep)I(HI(II(lf углерод, кр(.мний, млрглнец, evphMv хром, молибден, бор I()l eJleao, дополнительно содержит нике)(ь, свинец, алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Ввод в состав чугуна никеля, свинца и алюминия существенно измельчает включения графита, сгособствует равномерному распределению их в металлической основе, повь(шяет степень легирования структурных cocтлвпяющих. Введение свинца в. состав материала способствует иэмепьчению макроструктуры сплава, что положительна сказынается нл образовании однородной металлической основы в различных сечениях отливки.

Изменения структуры чугуна, вызванные легированием расплава данными элементами, положительно сказываются на стойкости материала в движущейся жидкой среде алюминия, цинка.

Пример. Для исследования структуры и свойств чугуна предлагаемого состава выплавлены сплавы, содержащие основные компоненты на разных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания ингредиентон (см. таблицу). Испытания на стойкость материала в условиях относительного перемещения образца и жидкого расплава алюминия и цинка проводят по следующей методике.

Образцы диаметром ?О мм погружают в жидкий расплав алюминия с темперятуо рой 800 С и вращают с <.коростью

Углерод

Кремний

Марганец

Сурьма

ХГ)()м

Молибден

Vnp

Никель

Свинец

Ап(<)миний

Железо .Чопопнительн(,(й

3,0-3, 4

1,6-2,7

0,005-0,04

0,05-0, 14

0,5-3,0

О, 1-0,4

О, 08-0, 15

0,1 — 1,0

0,05-0, 1

О, 1-0,5 ()С 1 ЛПЬНОЕ

11 1 81

Уровень содержания ингредиентов

Химический состав, Сплав

Si Mn

Cr

0,09

1,7

3,2

2,3 0,022

1,6 0,005

Известный

Средний

0,5

0,05

3,0

Нижний

Предлагаемый

1,9 0,022

2,2 0,04

0,09

1,75

3,2

Средний

3,4

О, 14

3,0

Верхний

Сталь с содержанием компонентов

Ниже нижнего 3,0

Выше верхнего 3,4

0,05

0,5

1,5 0,005

:3,0

70(об/мин. Стойкость образцов оценивается весовым методом. Как видно из таблицы, дополнительное введение никеля, свинца и алюминия повышает стойкость материала в движущейся 5 жидкометаллической среде. технология плавки чугуна состоит из расплавления высокоуглеродистых металлизованных окатышей науглероживания расплава и ввода ферросплавов: кремния (757 Sl) хрома (457 Cr) молибдена (457, Мо), бора ) 107 В), кристаллической сурьмы, злектролитического никеля, технического алюминия и свинца.

Пределы содержания компонентов установлены, исходя из получения благоприятного сочетания свойств и структуры металла.

Нижний предел по содержанию углеро- 20 да 3,07, кремния 1,6Х, алюминия 0,1Х, свинца 0.,057, обеспечивает получение структуры с включением ледебурита не более 57.

Верхний предел по содержанию

25 углерода 3,47, кремния 2,27, сурьмь1

О, 14Х хрома 37, молибдена 0,47, бора О, 15Х, алюминия 0,57, никеля 17 вызван необходимостью образования высокодисперсной перлитной структуры 30 с количеством феррита не более 107.

Нижний предел по содержанию сурьмы

0,057, хрома 0,57, молибдена 0,17„ бора 0,08K пОес ïñ ÷èâàñò значительное пов1ш.ение свойств материала при минимальной степени легирования.

Повышение содержания молибдена свыш» 0,47, бора О, 15Х, свинца О, 1Х экономически нецелесообразно. Повышение сурьмы свыше О, 14Х, хрома свыше О,ЗХ не дает существенного повышения стойкости чугуна в движущихся жидкометаллических расплавах.

Увеличение содержания никеля более

17., алюминия свыше 0,5Х и марганца сверх 0,047 вызывает ферритизацию сплава.

Расчет шихты для получения чугуна предлагаемого состава осуществляется с учетом усвоения кремния, сурьмы, никеля, свинка и алюминия на уровне 85-95Х, хрома, молибдена и бола на уровне 75-857.

Предлагаемый состав чугуна целесообразно использовать для изготовления литых чугунных деталей, работающих в контакте с движущимися жидкими металлами. Например„ корпусные детали насосов для перекачки жидких расплавов алюминия, цинка и др<

Экономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна только на одном заводе составляет около 60 тыс.руб.

23 004 014

1 I 51583

Продолжение таблицы

Сплав

А1

Pb

В кость чугуна

1,О

О, 5 О, 13 .

Известный

0,05 0,1

1,22

0,08 0,1

0,1

1,42

055 007 03

0,11

0,25

1,67

0,15 1,0 0,1 О, 0,4

Сталь. с содержанием компонентов

0,1

1,02

0,03 0,08

0,09

0,07

1,38

0,59

0,11

0,19 1,2

0,4

Составитель А. Османцев

Редактор П. Коссей Техред О,Ващишина Корректор N. Максимишинец

Заказ 2262/19 Тираж 583 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Относительная износостой