Чугун

 

Изобретение относится к металлургии, конкретно к литейному производству, а именно кчугунам, предназначенным для изготовления отливок, работающих в агрессивных средах, а именно в кислотах. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости. Чугун содержит, мас.%: углерод 1,0-2,2; кремний 1,5-2,5; марганец 0,5-1,0; хром 18-35; титан 0,1-0,3; рутений 0,25-0,7 и железо остальное. Положительный эффект от введения рутения проявляется в многократном повышении коррозионной стойкости чугуна. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 22 С 37/10, 37/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4824259/02 (22) 10.05.90 (46) 30.03.92. Бюл. М 12 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И.Носова (72) П,Б,Кузьмин и М.Ю.Кузьмина (53) 669.15-194(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1186683, кл. С 22 С 37/06, 1984.

ГОСТ 7769-82, чугун 4Х32. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, Изобретение относится к литейному производству, а именно к изысканию чугунов с высокой коррозионной стойкостью, Известен чугун, содержащий, мас. :

Углерод 1,2 — 2,4

Кремний 0,8-1,5

Марганец . 1,0-2,0

Хром 14 — 20

Иттрий 0,05 — 0,5

Титан 0,2-0;4

Молибден 0,2-0,4

Алюминий 1,5-3,0

Данный чугун стоек в нейтральных и слабокислых средах.

8 большинстве растворов кислот чугун имеет высокую скорость коррозии. Кроме того, сложный состав и наличие легко окисляющихся элементов — алюминия и титана, усложняют выплавку и изготовление отливок из данного чугуна.

Наиболее близким к предлагаемому является чугун ЧХ32 по ГОСТ 7769-82 состава, мас. :

„„Я3„„1723181 Al конкретно к литейному производству, а именно к чугунам, предназначенным для изготовления отливок, работающих в агрессивных средах, а именно в кислотах. Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости, Чугун содержит, мас.%: углерод

1,0 — 2,2; кремний 1,5-2,5; марганец 0,5 — 1,0; хром 18 — 35; титан 0,1-0,3; рутений 0,25 — 0,7 и железо остальное. Положительный эффект от введения рутения проявляется в многократном повышении коррозионной стойкости чугуна. 2 табл.

Углерод 1,6-3,2

Кремний 1,5 — 2,5

Марганец 1,0

Фосфор 0,1

Сера 0,08

Хром 30-34

Титан 0,1 — 0,3

Данный чугун отличается высокой коррозионной стойкостью в окислительных кислотах (азотной, концентрированной серной), но в разбавленных кислотах стойкость довольно низкая, так как не всегда наступает состояние пассивности.

Цель изобретения — повышение коррозионной стойкости чугуна в кислотах, Поставленная цель достигается тем, что в чугун, содержащий железо, углерод, кремний, марганец, хром, титан, дополнительно вводят рутений при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод 1,0-2,2

Кремний 1,5 — 2,5

Марганец 0,5 — 1,0

Хром 18 — 35

1723181

Марганец в количестве 0,5 — 1,0% необходим 25

Титан 0,1 — 0,3

Рутений 0,25 — 0,7

Железо Остальное

В качестве примесей чугун может содержать серу не. более 0,08 и фосфор не более 0,1 .

Пределы содержания элементов установлены исходя из благоприятного сочетания коррозионной стойкости, стоимости и литейных свойств чугуна. Содержание углерода взято в пределах 1,0 — 2,2, Чугун, содержащий до 1,0 С имеет низкие литейные свойства, в частности жидкотекучесть, вследствие малой степени эвтектичности. При содержании углерода более

2,2 значительно увеличивается количество карбидов, которые, связывая хром, уменьшают коррозионную стойкость, Содержание других основных элементов — кремния и марганца — принято обычным для коррозионностойких высокохромистых чугунов, Кремний в количестве 1,5 — 2,5 вводится для повышения литейных свойств чугуна путем повышения степени его эвтектичности. для раскисления чугуна и связывания серы в нерастворимые сульфиды, Содержание хрома от 18 до 35 установлено на основе анализа его влияния на коррозионную стойкость чугуна. Существенное повышение стойкости чугуна начинается при

18 Сг — первая граница стойкости по хрому, Вторая граница стойкости наступает при-32-33% Сг, поэтому верхний предел по храму превышает указанное значение и составляет 35 . При большем содержании хрома стойкость не повышается, но резко снижаются механические и литейные свойства чугуна.

Титан в количестве 0,1 — 0,3 измельчает структуру чугуна, способствуя более равномерному распределению других легирующих элементов и повышению коррозионной стойкости. Менее 0,1 титана недостаточно для измельчения структуры, а более 0,3 титана ухудшают литейные свойства чугуна.

Добавка рутения до 0,25 не увеличивает коррозионную стойкость чугуна. 0,25 рутения достаточно для перевода чугуна в устойчивое пассивное состояние. Введение

50 в чугун более 07 рутения не вызывает дополнительногоувеличения коррозионной стойкости, поэтому нецелесообразно.

Механизм действия рутения следующий.

Злектроположительный рутений (стандартный электродный потенциал + 0,43 В) увеличивает ток катодной реакции восстановления ионов водорода. Потенциал коррозии смещается в область пассивности и чугун пассивируется. Скорость коррозии снижается по мере накопления на поверхности атомов рутения. Стационарное значение скорости коррозии достигается спустя 20-40 мин после помещения чугуна в кислоту.

Пример. Для испытаний выплавлены чугуны шести составов с граничным, средним и запредельным содержанием компонентов, а также известный чугун.

В табл. 1 приведен состав сплава.

Чугуны выплавляют в высокочастотной индукционной тигельной печи емкостью 2 кг. Хром вводят в печь в виде 65 феррохрома, титан — в виде ферротитана, Рутений вводят в чистом виде. Пробы отливают в виде цилиндров диаметром 25 мм, которые затем режут на образцы для коррозионных испытаний толщиной 3 мм.

Коррозионную стойкость чугунов определяют весовым способом при комнатной температуре.

В табл. 2 приведены скорости коррозии в различных кислотах.

Как видно из данных табл. 2, коррозионная стойкость предлагаемого чугуна в десять и более раз превышает стойкость известного чугуна.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости, он дополнительно содержит рутений при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод . 1,0 — 2,2

Кремний 1,5 — 2,5

Марганец 0,5 — 1,0

Хром 18 — 35

Титан 0,1 — 0,3

Рутений 0,25 — 0,7

Железо Остальное

1723181

Таблица 1

Таблица 2

Составитель Il.Kóýüìèí

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор О.Ципле

Редактор М.Петрова

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

Заказ 1045 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5