Лигатура для чугуна
Изобретение относится к области металлургии. С целью повышения кольцевой прочности и коррозионно-эрозионной стойкости чугуна лигатура дополнительно содержит сурьму, бориды молибдена, нитриды алюминия и церий при следующем соотношении компонентов, мас.%: никель 6,5-12, кремний 3-7,5, медь 3-7, хром 1-3, кобальт 0,1-0,5, углерод 1,2-5, сурьма 12,2-16,5, бориды молибдена 11,3-16,11, нитриды алюминия 10,5-13,7 и железо - остальное. Предложенная лигатура обеспечивает более высокие характеристики кольцевой прочности и коррозионно-эрозионной стойкости микролегированному чугуну, чем известная лигатура. 2 табл.
СОЮЗ COBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) 24 А1 (51)4С 22 С 35 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
М
3-7
1-3
0,1-0-5
) 2,2-16,5
11,3-16, 1
I 0, 5-1 3, 7
5,1†- 11,20
Остальное
Медь
Хром
Кобальт
Сурьма
Бориды молибдена
Нитриды алюминия
Церий
Железо
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 439)863/31-02 (22) 15.02.88 (46) 23.08.89. Бюл.)) 31 (7)) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б.К. Святкин, M.È. Карпенко, Ю.Г. Серебряков, И.М. Распопин и П.M . .Арсагов (53) 66915-198(088.8) (56) Заявка Японии )) 2509327, кл.. С 22 С 35/00, 37/00, 1983.
Авторское свидетельство СССР
996500, кл. С 22 С 35/00, 1983. (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к области металлургии. С целью повышения кольИзобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для м))кролегирования и модифицирования износостойких чугунов, работающих в условиях коррозионно- эрозионного изнашивания, используемых для изготовления трубных заготовок.
Цель изобретения — повышение кольцевой прочности и коррозионноэрозионной износостойкости микролегированного чугуна.
Лигатура для чугуна, содержащая никель, углерод, кремний, медь, хром, кобальт и железо, дополнительно содержит сурьму, бориды молибдена, нитриды алюминия и церий при следующем соотношении компонентов, мас.Z:
Углерод l,2-5
Никель 6,5-12
Кремний 3-7,5
2 цевой прочности и Koppo3HQHHQ эро зионной стойкости чугуна лигатура дополнительно содержит сурьму, бориды молибдена, нитриды алюминия и церий при следующем соотношении компонентов,мас.7.:никель 6,5-12,кремний
3-7,5, медь 3-7, хром 1-3, кобальт
0,1-0,5, углерод 1,2-5, сурьма
I2,2-16,5, бориды молибдена 11,3l6,ll, нитриды алюминия 10,5-13,7 и железо — остальное. Предложенная лигатура обеспечивает более высокие характеристики кольцевой прочности и коррозионно-эрозионной стойкости микролегированному чугуну, чем известная лигатура. 2 табл.
Введение сурьмы в количестве )2,2l6,5 мас.Х оказывает перлитизирующее влияние на структуру, упрочняет матрицу, повышает коррозионную стой1кость, что способствует повышению предела коррозионной усталости и коррозионно-эрозионной стойкости.
При концентрации сурьмы до 12,2 мас.Х повышение корроэионно-эроэионной стойкости недостаточно, а при увеличении в составе лигатуры сурьмы более 16,5 мас.Ж снижаются пластиче10
3 1502 ские свойства обрабатываемого чугуна и его кольцевая прочность.
Введение боридов молибдена измельчает структуру и повышает ее гетерогенность и стабильность, увеличивает продолжительность сохранения модифицирующего эффекта, исключает образование междендритного графита, что значительно по=ьппает кольцевую перегревом расплава до 1350-1380 С и присадкой металлической сурьмы
Су00, боридов молибдена МОБИ-1 и нитридов алюминия ФЛ-23Н. При опытных плавках используют также ферросилиций ФС-75, углеродистый феррохром ФХ-650, медь Ml, никель HII1, феррокобальт,ферросилиций, бой электродов и стальной лом. Приготовлепрочность и корроэионно-эроэионную стойкость. С концентрации 11,3 мас.7. отмечается измельчение структуры и повышение кольцевой прочности. Верхний предел концентрации боридов молибдена ограничен концентрацией
16,1 мас.7, выше которой сн гжается стабильность микролегирующегo эффекта, повышается содержание неметаллических включений по границам зерен и снижается коррозионно-эрозионная стойкость предел коррозионной
1 усталости и механические свойства чугуна.
Нитриды алюминия в количестве
10,5-13,7 мас.7 служат центрами графитизации, обеспечивают повьппение ударной вязкости и кольцевой прочности при сохранении коррозионноэрозионной стойкости на высоком уровне. При концентрации нитридов алюминия в лигатуре до 10,5_#_ их модифицирующий эффект и повышение кольцевой прочности чугуна недостаточны, а при увеличении содержания нитридов алюминия в лигатуре более 13,77. снижается однородность структуры, предел коррозионной усталости и коррозионно-эрозионной стойкости.
Церий является химически актив" ной модифицирующей добавкой, повышающей компактность графита и механические свойства чугуна, что значительно повьппает кольцевую прочность и коррозионно-эрозионную стойкость.
С концентрации церия 5,1 мас.7 отмечается повышение сфероидизации графита и повышение механических свойств. Верхний предел ограничен концентрацией 11,2 мас.Z, вьппе которой повышается отбел, снижаются упpyro-пластические свойства и кольцевая прочность. Кремний в количестве 3-7 мас.7 оказывает раскисляю« щее и рафинирующее влияние.
Лигатуру получают в открытых индукцисннь<х печах оплаилепием чистых компонентов с ферр< сплавами, ние лигатуры начина«. T с загрузки меди, никеля и тальн<гo лома под слоем прокаленно< и и змельного боя электродов, После полного их расплавления сплав р<зскисляют ферросилипием ФС75 и присзживают углеродистый феррохром ФХ-650 и феррокобальт. Ilo<-.IIe перегрева распл ва до 1360 С вводят механическую смесь модифицирующих добавок, порошков
20 боридов, молибдена, нитридов алюминия и измельченных ферроцерия и металлической сурьмы. После выдержки расплава <з течение 2-5 мин с перемешиванием производят разливку лига25 туры при 1270-1300 С
Опытные плавки чугуна по составу, близкому к эктевтическому, содержащему, мас,7: марганец 0,3-0,5, фос30 фор 0,04-0,6,.: ром 0,06-0,7, сера
Микролегирование чугуна проводили при выпуск, расплава из пе и в ковш при 1420-1450 С измельченной лигао, туры фракции 2-10 мм в количестве
0,87. От массы расплава. В процессе разливки получали технологические пробы, отливки и цилиндрические заготовки диаметром 16--50 мм. В табл.1 приведены составы известной и предложенной лигатур.
Измерения гвердости проводят по методу Бриннеля переносными твердомерами статического действия. Параметр шероховатости образцов в месте испытаний не более 0,32 мкм.
В табл. 2 приведены результаты ме40 ханических испытаний микролегирован— ных чугунов опытных плавок. Испытания на коррозио1«лую усталОсть про»о дили на цилиндрических образцах на
7 базе 10 циклов испытаний в воде, а на кольцевую пр .чн«. ть — на литых трубных загстовк,<х по стандартной методике в соответствии с методическими указаниями го< с з аллар ra СССР по
S0
55 проведению контр<-льпых испытании за
1978 г.
0,05-.1,08, провогили дуплек<--процес, сом в награнк,".-дуговой электропечи.
5 1502649
Формул а и з о б р е т е н и я
Лигатура для чугуна, содержащая никель, кремний, медь, хром, углерод, кобальт, железо, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повыше-.
HHR кольцевой прочности н коррозионно-эрозионной износостойкости микролегированного чугуна, она дополнительно содержит сурьму, бориды молиб- lp дена, нитриды алюминия и церий при с )едующем соотношении компонентов, м;.с .Х ) Никель
Кремний
Медь
Хром
Углерод
Ко баль т
Сурьма
Бориды молибдена
Нитриды алюминия
Церий
Железо
Таблица 1
Компоненты лигатуры известной предложенной
3,7
7,0
7,5
7,0
3,0
0,3
Ост
Таблица 2
ЛигаВеличиКольцевая прсччость ИПа
Средний износ мг/си .гс
Относител ьН8А корПредел прочности при растявении чугуна,ИПа редел орроионной на присадки, I от иастура
ПовывеАбсолвтрозионная стойсталостн
ИПа иие при иодифиц ровании, ИПа сы распяв ва ная кость
Извест370
249
1,21
0,8
)6,1 572 )2 310 ная
Предловен257
256
l5
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
5)7
l,70
l 91
l,97
1,25
l,62
I1,5
10,2
9,6
)5,9
)2эо
617
4)5
32)
405 ная
Составитель И. Бекренева
Редактор В. Данко Техред Л. Олийнык Корректор Л. Бескид
Заказ 5048/36 Тираж 576 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
l13035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,lpl
Углерод
Никель
Кремний
Медь
Хром
Кобальт
Сурьма
Бориды молибдена
Нитриды алюминия
Церий
Железо
1,2
6,5
3,0
3,0
0,1
12,2
11.,3
l0,5
5,1
Ост.
9
5
0,3
l3,5
13,1
l2,2
9,6
Ост.
12
7,5
7,0
3,0
0,5
16,5
l6,1
13,7
)1,2
Ост.
6,5-12,0
3-7,5
3-7
1-3
l,2-5
0,1-0,5
12,2-16,5
11,3-16,1
10,5-13 7
5,1-11,2
Остальное
5
1
0,7
0,07
1l
l0,6
9,7
3,9
Ост.
13
8
l
l7
)7
13
Ост.
