Чугун

 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке составов высокоуглеродистых сплавов на основе железа, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабразивного износа и агрессивных сред. Цель - повышение стойкости в условиях гидроабразивного износа и агрессивных сред. Чугун содержит, мас.%: углерод 3,6-4,3

кремний 0,01-0,1

марганец 0,005-0,04

молибден 0,5-1,0

хром 12,0-17,0

кальций 0,001-0,02

лантан 0,01-0,07

железо остальное. Чугун обеспечивает повышение износостойкости при гидроабразивном трении в 4%-ном растворе NAOH с добавлением кварцевого песка в 1,37-1,61 раза и повышение коррозионной стойкости в 4%-ном растворе NAOH B 1,63-2,01 РАзА. 1 ТАбл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (11) (51) 4 С 22 С 37 06 (. "(1(,лг д

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГННТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4313136/31-02 (22) 08.10.87 (46) 07.05,89. Бюл. У 17 (71) Белорусский политехнический институт (72) Е.И. Шитов, Л.Л. Счисленок, Г.Т, Евдокименко, Е.В. Быстрова и и С.В. Дорожко (53) 669;1.26,76.28 ° 891 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(: 678080, кл. С 22 С 37/06, 1977.

Авторское свидетельство СССР

N> 981428, кл. С 22 С 37/00, 1982, (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к области металлургии, а именно к разработке составов высокоуглеродистых сплавов

Изобретение относится к металлургии, а именно к разработке составов высокоуглеродистых сплавов на основе железа, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабраэивного износа и агрессивных сред.

Целью изобретения является повышение стойкости в условиях гидроабразивного износа и агрессивных сред.

Дополнительный ввод в состав чугуна хрома повышает его твердость за счет образования эвтектических карбидов типа М7С«, которые располагаются в мартенситной металлической основе с дисперсными включениями вторичных карбидов. Рафинирование расплава на основе железа, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих в условиях гидроабразивного износа и агрессивных сред, Цель повышение стойкости в условиях гидроабраэивного износа и агрессивных сред. Чугун содержит, мас. 7: углерод

3,6-4,3; кремний 0,01-0,1; марганец

0,005-0,04; молибден 0,5-1,0; хром

12,0-17,0; кальций 0,00 1-0,02; лан- тан 0,01-0,07; железо остальное. Чугун обеспечивает повышение износостойкости при гидроабразивном трении в 4Z-ном растворе NaOH с добавлением кварцевого песка в 1,37-1,61 раза и повышение коррозионной стойкости в

47-ном растворе NaOH в 1,63-2,01 раза ° 1 табл. кальцием повьппает коррозионную стойкость материала эа счет удаления окислов и неметаллических включений в шлак и очистки границ первичных зерен сплава, по которым процесс электрохимической коррозии протекает наиболее интенсивно. Увеличение содержания углерода способствует повышению количества карбидов в структуре. Введение в состав лантана повышает дисперсность первичной структуры, механические и эксплуатационные свойства.

Пределы содержания компонентов установлены, исходя иэ получения благоприятного сочетания свойств и структуры сплава. Нижний предел по

14777бб содержаник> yi лерода обеспечивает дос та r о«нос ко>н1«ество карбидов, являющихся основным критерием износостойкости сплавов данного класса. Увели«ение углерода (бояее 4,3 MBc,%) приводит к появлению значительного коли«естна порви«ных карбидов в структу— ре, «то отри !ательно сказывается на ,изнс состойкости сплава, работающего н режиме ударных нагрузок. Увеличение кремния (более 0,1 мас.%) приводит к появлению областей перлита в

1 - - ° мартенситной матрице, что снижает ,износостойкость сплава. Нижний пре дел по содержанию молибдена 0,5 мас.7. и хрома 12 мас.X гарантирует образование карбидов с высокой твердостью типа 1,С.. Увеличение марганца (более 0,04 мас.%) молибдена (более

0,1 мас.%), хрома (более 17 мас.Е) не дает существенного повышения эксплуатационных свойств и экономически нецелесообразно. Нижний предел . по содержанию кремния 0,01 мас.% и марганца 0,005 мас.% характеризуется наличием этих элементов в исходных шихтовых материалах, предлагаемых для получения сплава по описанной технологии, и увеличение их до верхнего предела не оказывает существенного влияния на изучаемые свойства.

Для изучения структуры и свойств чугуна предлагаемого состава выплавляют сплавы, содержащие основные компоненты на различных уровнях, а также известный сплав со средним уровнем содержания комопнентов. Испытания на гидроабразивный износ и коррозионную стойкость проводят в суспензии, состоящей из 47.-ного раствора NaOH с добавлением кварцевого песка дисперсностью 100-150 мкм, из расчета 200 г на 1 л раствора путем перемещения образца по окружности радиусом 200 мм со скоростью

120 об/мин. Отдельно оценивают коррозионную стойкость материала путем выдержки в течение 120 дней в 4%-ном растворе ИаОН при комнатной темпераФормула изобрет1ения

Чугун, содержащий углерод, крем35 ний, марганец, молибден, железо, о тотличающийся тем, что, с целью повышения стойкости в условиях гидроабразивного износа и агрессивных сред, он дополнительно со40 держит хром кальций лантан при сле дующем соотношении компонентов, мас. 7:

Углерод

Кремний

Молибден

Хром

Кальций

Лантан

Железо

3,6-4,3

0,01-0, 1

0 005-0,040

0,5-1,0

12,0-17,0

0,001-0,02

0,01-0,07

Остальное туре. Абразивную и коррозионную стойкость оценивают весовым методом, Химические составы и свойства чугунов представлены в таблице.

Как видно иэ таблицы„ дополнительное введение в состав чугуна хрома, кальция и лантана, а также увеличение содержания углерода cy1ð щественно повышает эксплуатационные характеристики материала, Технология плавки чугуна заключается в расплавлении высокоуглеродистых металлизованных окатышей, процессе науглероживания, введении ферросплавов молибдена, хрома, а также перед заливкой модифицировании в ковше, Оптимальное содержание кальция и лантана выбирают экспериментально.

При содержании 0,00 1-0,02 мас.7 кальций обеспечивает максимальную очистку границ зерен от неметаллических включений и уменьшает склонность сплава к межкристаллитной коррозии.

При содержании лантана 0,0 10,07 мас.% повышаются механические и эксплуатационные свойства чугуна эа счет изменения микроструктуры, формы и размера карбидных включений.

1477766

Относительная

Содерханне компонентов, мас. 2

Сплав глерод

Кальций

Лантан Сурьма @влево

Марганец Молибден коррови ойкая стойХром

Кремний кость

0,09. Остальное t>0 1,0

3,2 1>9 0,022

0 25

> х

>! ! °

0,61

0,44

0,37

0,005 0,5 12,0 0,001 0,01

0 02 0 7 14,5 0,009 0,04

0,04 1,0 17 ° 0 0,02 0,07

3,6 0,01

4,0 0,06

4,3 О,1

1,63

1>83

2,01

Составитель А, Зенцов

Редактор Н. Гунько Техред Л.Олийнык Корректор Н. Король

Заказ 2317/26 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

Иввестний.

Предлагае>еФ

2

Относительный гидровбравнвнь!й нанос