Чугун

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к изысканию коррозионно-стойких чугунов. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости чугуна в среде расплавленного алюминия. Предложенный чугун содержит, мас.%: углерод 2,5 - 3,2; кремний 1,5-3,5; марганец 0,5 - 0,8; алюминий 1,5-3,5; хром 0,5-0,8; ниобий 0,3-0,5; железо и примеси остальное . Использование предлагаемого чугуна позволит увеличить срок службы тиглей, приценяющихся в проце - се прозводства алюминиевого литья, на 202. 3 табл. SS

СО0Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИН (g1)5 С 22 С 37/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

llO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4710308/02 (22) 26.06 ° 89 (46) 07.06.91. Бюл, 1;- 21 (71) физико-технический институт

AH БССР и 11-й Государственный подшипниковый завод (72) В.И,Гуринович, Л.З.Писаренко, В.Ф.Лисицын, В.Н.Силивончик и Г.Т.Дударчик (53) 669.13.018(088.8) (56) Бобро 1Э.Г. Жаростойкие и ростоустойчивые чугуны. — Машгиэ, 1960, с . 148-1 57.

Патент ПНР F. 92048, кл. С.22 С 37/10, 1977.

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию коррозионностойких чугунов.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости чугуна в среде расплавленного алюминия.

Чугун,содержаций углерод, кремний, марганец, хром, алюминий и железо с примесями дополнительно вводится ниобий при следуюцем соотношении компонентов, мас.,!:

Углерод 2,5-3,2

Кремний 1,5-3,5

Марганец 0 5-0,8

Алюминий 1,5-3,5

Хром 0,5-0,8

Ниобий 0,3-0,5

Железо и примеси (сера до 0,12 мас.."., „.,SU„„1654 5 А 1 (54 ) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию коррозионно-стойких чугунов. Целью изобретения является повышение коррозионной стойкости чугуна в среде расплавленного алюминия. Предложенный чугун содержит, мас.Х: углерод 2,5—

3,2; кремний 1,5-3,5; марганец 0,5

0,8; алюминий 1,5-3,5; хром 0,5-0,8; ниобий 0,3-0,5; железо и примес . остальное. Использование предлагаемого чугуна позволит увеличить срок службы тиглей, приг еняюшихся в проце се прозводства алюминиевого литья, на 202. 3 табл. фосфор до

0,20 мас."..) Остальное

Пределы по содержанию углерода ограничены исходя из необходимости предотвратить отбел, уменьшить усадку и улучшить обрабатываемость чугуна. При содержании углерода ниже

2,5 мас.X в структуре чугуна появляется цементит, что вызывает сниж".— ние прочностных свойств. Повышение содержания углерода более 3,2 мас.Е приводит к появлению в структуре стали большого количества графитной фазы в виде крупных пластинчатых выделений и, как следствие, к значительному снижению механических свойств.

Марганец при содержании в указанных пределах (0,5-0,8 мас.2) способ-, ствует перлитизации структуры, пре1654365

2,5-3,2 дотвращая появление феррита. Полученwe отливки характеризуются равномер ной структурой по сечению и высокой ростоустойчиностью. В структуре чугунов с содержанием марганца более

0,8 нас.Х наблюдается отбел, что приводит к снижению прочностных свойств.

Уменьшение содержания марганца ниже

0 5 мас.й приводит к снижению ростоустойчивости. Это вызывает повышенное коробление чугунных отливок в процессе эксплуатации при повышенных термпературах.

При содержании алкииния выше

3,5 мас.X и кремния выше 3,5 мас.Х резко понижаются механические свойства сплавов. Это происходит вследствие увеличения доли свободного феррита и графита н структуре чугуна.

При понижении содержания алюминия и кремния ниже 1,5 мас.Х и хрома ниже

0,5 мас.Х резко ухудшается жаростойкость. Введение в состав чугуна хрома в количестве, большем, чем

0,8 мас.Ж вызывает отбел, что ведет . к снижению характеристик прочности.

Ниобий lIpH введении в состав чугуна в количестве 0,3-0,5 мас.X повышает в значительной степени коррозионную стойкость, механические свойства, .способствует равномерному распределению карбидной фазы н структуре сплава.. В количествах, меньших

0,3 мас ° 3,. его влияние незначительно. Добавка ниобия более 0,5 мас,й не целесообразна, так как корроэнонная стойкость практически не изменяется °

Пример. Для подтверждения обоснования выбранных пределов содержания компонентов выплавляют чугуны, химические составы которых представлены в табл. 1, и проводят механические и коррозионные испытания образцов. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Наряду с опытными чугунами проводят выплав1 ку и испытания известного чугуна.

Опытные плавки проводят в индук.ционной печи с кислой футеровкой.

В качестве шихтовых материалов служит чугун ЛК4, стальной лом, чушковый алюминий А99, ферросилиций ФС75, ферросиликохром ФСХЗЗ и феррониобий

ФН4. Феррокиобий, ферросиликохром, ферросилиций подшихтовывают в расплавленный чугун. Алюминий в твердом состоянии вводят в тигель в конце плавки. Температура перегрева сос тавляет 1723 К, температура заливки.

1623-1653 К.

Образцы для испытаний отливают в сухие песчаноглинистые формы. Предел прочности при растяжении (Gs) определяют на стандартных образцах по стандартным методикам. Коррозионную стойкость определяют гравиметрическим методом при испытании образцов диаметром 10 мм и высотой 20 мм в расплавленном алюминии при 1073 К в течение 200 ч. Алюминий, налипший на образцах в процессе испытания, удаляют путем стравления в 102-ном водном растноре NaOH. Жаростойкость определяют гравиметрическим методом по известной методике при 1073 К в течение 200 ч.

Из анализа результатов испытаний, приведенных н табл. 2, следует, что оптимальным комплексом механических и корроэионных свойств обладают образцы предлагаемого чугуна.

Результаты сравнительных испытаний тиглей, изготовленных из предлагаемого и известного чугуна даны н табл. 3.

Приведенные результаты показывают, что предлагаемый чугун по сравнению с известным обладает более высокой коррозионной стойкостью в среде расплавленного алюминия. Это позволяет испольэовать его в качестве материала раздаточных тиглей для плавки алюминия и его сплавов. Алюминиевые отливки, полученные в процессе производства с использованием тиглей иэ предлагаемого чугуна, обладают более высокими прочностными и пластическими свойствами вследствие уменьшения загрязнения алюминия продуктами коррозии, попадающими в расплав в результате растворения стенок тигля.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения корроэионной стойкости в среде расплавленного алкииния, он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении ком1 понентов, мас.Х:

Углерод

1654365

Хром

Ниобий

Желе зо

0,5-0,8

0,3-0,5

Остальное

Таблица 1

1,5-3,5

0,5-0,8

1,5-3,5

Кремний

Марганец

Алюминий

Содержание элементов, мас.7

Состав чугуна

С Al Si

Nb Fe u примеси

2,5

0,4

1,5 1,9 0,5

0,5

Остальное

2,5

3,5

3,0

2,0

1,5 0,8

3,0 0,6

3,5 0,7

2,5 0,6

0,66

3 35

2,65 2,23 0,43

Таблица 2

Состав чугуна

Предел прочности (>, МПа

Твердость

НВ

Жаростойкость а г/м . ч

Скорость коррозии

К, г/м - ч

235

240

0,20

12,6

Таблица 3

Чугун

Твердость

НВ

Предел прочности, МПа

Ресурс работы

Известный

Предлагаемый

240

240 1040-1050

255

260

1200

Составитель Н.шепитько

Редактор Н,Яцола Техред М.Дидык Корректор М. Самборская

Заказ 1932 Тираж 387 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

3

5

Известный

2,8

3,0

3,2

2,6

2

4

Известный

260

255

0,24

0,22

0,18

0,15

0,22

0,8

0,3

0,6

0,4

0,3

0,5

0,4

0 5

10,8

11,5

10,0

10,5

10,3

11 !

11