Чугун

 

ЧУГУ15, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью уменьшения межкристаллитной коррозии, он дополнительно содержит фосфор, никель, кальций при следующем соотношении ингредиентов , мас.%: Углерод3,0 - 3,4 Кремний4,0-8,0 Марганец 0,005 - 0,04 0,05 - 0,rCi Сурьма 0,5 - 2,0 Алкминий 0,05 - 0,15 Фосфор 1,0 - 3,0 Никель 0,001 - 0,02 Кальций Остальное Железо (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (1 !) 4(s)) С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИЗ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Е

"= "" - . Ч! ИЕж а. ЮаСГ,ВЕЕТЕ

И aBTOaCfiQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

0,05 — О, 10

0,5 — 2,0

0,05 — О, 15

1,0- 3,0

0,001 — 0,02

Остальное

Сурьма

Алюминий

Фосфор

Никель

Кальций

Железо (21) 3703258/22-02 (22) 20 ° 02.84 (46) 07.05.85. Бюл. !(17 (72) Е.И. Шитов, Л.Л. Счисленок, А.Г. Слуцкий и А.А. Гринцевич (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 669. 13-018.2(088.8) (56) 1. Отливки из жаростойкого чугуна..ГОСТ 7769-75.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ф 3585768/22-02, кл. С 22 С 37/10, 1983. (54)(57) ЧУГУ!1, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, алюминий и железо, отличающийся тем, что, с целью уменьшения межкристаллитной коррозии, он дополнительно содержит фосфор, никель, кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.7.:

Углерод

Кремний

Марганец

1154365

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для производства деталей, работающих в условиях жидкой агрессивной среды.

Известен чугун следующего химического состава, мас.7.:

Углерод 2.,5 — 3,2

Кремний 4,5 — 6,0

Марганец До 0,8

Хром 0,5 — 1,0

Железо Остальное

Он применяется как окалинои ростоустойчивый материал Я, Однако данный чугун обладает недостаточной стойкостью к межкристаллитной коррозии.

Наиболее близким к предлагаемому составу по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, мас, :

Углерод 3,2 — 3,4

Кремний 1,6 - 2,0

Марганец 0 005 — 0,04

Сурьма 0,05 — 0,10

Ванадий 0,10 — 0,25

Алюминий 0,3- 1,0

Железо Остальное

Известный чугун имет в своем составе комплекс элементов, легирующих и стабилизирующих металлическую основу сплава f2) ..

Однако использование известного сплава для производства литых деталей, работающих в условиях агрессивной среды, нецелесообразно, так как материал склонен к межкристаллитной коррозии.

Целью изобретения является уменьшение межкристаллитной коррозии чугуна.

Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, алюминий, желе. зо, дополнительно содержит фосфор, никель и кальций при следующем соотношении ингредиентов, мас.7:

Углерод 3,0 — 3,4

Кремний 4,0 — 8,0

Марганец 0,005 — 0,04

Алюминий 0 5 — 0,2

Фосфор 0,05 — О, 15

Никель 1,0 — 3,0

Кальций 0,001 — 0,02

Железо Остальное

Ввод в состав чугуна фосфора, никеля и кальция существенно снижает склонность чугуна к межкристаллитной коррозии, Никель и кремний повыgp шают коррозионную стойкость металлической основы материала. Фосфор измельчает эвтектическое зерно и совместно с никелем уменьшает степень дендритной ликвации кремния, Каль2 ций очищает границы зерен от неметаллических включений и повышает их коррозионную стойкость.

Пример. Для изучения структуры и свойств предлагаемого чугуна выплавляют чугуны, содержащие основные компоненты на различных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания ингредиентов. Испытания на коррозионную стойкость

35 проводят в 47-ном растворе азотной кислоты. Коррозионную стойкость чугуна оценивают по количеству выделившегося водорода и металлографическим методом. Время испытаний 100 ч.

Химические составы изучаемых сплавов и результаты испытаний представлены в таблице.

I

1 ! О 1

cV I а 1

Ю

1 л сч О л л о ( со л ю о

1 !

I I

1 l

t

1

СЧ

СЧ. о л о

I (. Ь о о о о

С о

8 o o

I л

I

I

1 О сч

1 л

o o o л о со (3 л л о сч I

1! х.,о

С4

Е л

Ю о

f«

С!

o л о а о л

o o о

С!

1 х

И

Х о

Х

6j

М

О, С:! о

С4 л о

СС1 л о о

СЧ

1 С 4

С 4! o и о о л о

СЧ

С»4 о л о л о

o o л л о о

1 л о о о о О

Ю л о л. л л

С») л

С"1 о

С 1

Г4 л

С Ъ о л

Сх) С

I

1

1 Я

I О.

1 о о

Д

Х о

О! ъ

I и е х х

Ц е е

М P

О! 4 ill ежо х х

Ц

О и

>Я

О ж !

» и

III

I m

I Ж

Щ

td

I 1

I Е 1

1 Ж

1 К !»

1 Е Х

l Aä45 I ("„е е1-х1о

I- V X

Х Х и I

vno

О Х О.

1 Ж Ж О

1- е о охи !

1 1

I 1 л

1 Ф I

I л

I ю

I

I и

1 л

I .О l o

I я I

t о

I I!

" —

1 1

1

1

I e

1 о

1 .л

l И

I !

I

I

I Р

I I

I

СИ О

I О

I л

1 о

I !.— — — — —

1

I X

1154365 о е

Ж Х сО х щ

СЧ

I

Ф о л о

С 3 л

I т I

С!1

t

I

I о !

I

1154365

Составитель А. Османцев

Редактор Н. Гунько Техред Т.Иаточка

Корректор М, Максимишинец

Подписное

Заказ 2638/26 Тираж 583

8HHHTIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Как видно из таблицы, дополнительное введение в состав чугуна фосфора, никеля и кальция повышает общую корроэионную стойкость сплава; а металлографический анализ показывает, что это связано с уменьшением межкристаллитной коррозии чугуна.

Пределы содержания компонентов установлены исходя иэ получения

1О благоприятного сочетания своиств и структуры сплава. Нижний предел по содержанию кремния 4,ОХ, никеля 1,07 существенно повышает коррозионную стойкость чугуна при минимальной степени легирования. Повышение крем- 15 ния свыше 8,07. и никеля 3,0Х не дает существенного повышения коррозионной стойкости и экономически нецелесообразно. Содержание фосфора в пределах 0,05-0,15Х максимально измель- 20 чает эвтектическое зерно и дендриты. первичного аустенита, а также снижает степень ликвидации по сечению дендритов в процессе кристаллизации.

Увеличение фосфора более О, 157 не приводит к повышению коррозионной стойкости чугуна. Добавки кальция в указанных концентрациях максимально рафинируют чугун, очищая границы зерен от неметаллических включений, и снижают плотность поляризованного тока между катодными и анодными участками структуры.

Технология получения чугуна состоит иэ расплавления металлизированных окатышей, неуглероживания и ввода в расплав ферросплавов кремния (75 Si), фосфора (187 P), электрического никеля (997 Ni) и техничесхого алюминия (997. АР). Жидкий расплав перед заливкой модифицируется силикокальцием (Са 307).

Расчет шихты для получения чугуна предлагаемого состава осщуетсвляют с учетом усвоения кремния, фосфора и кальция на уровне 80-907, алюминия и никеля 90-95Х.

Предлагаемый состав чугуна целесообразно использовать для изготовления деталей, работающих в контакте с агрессивными средами.

Экономический эффект от внедрения чугуна предлагаемого состава только для изготовления корпусных деталей насосов химической защиты составит

48 тыс.руб.