Чугун

 

Использование: для изготовления деталей металлургического оборудования. Чугун содержит, мас,%: углерод 2,8-3 8; кремний 1,2-2,2, марганец 0,5-1,5, никель 0,02-0,4, хром 0,03-0,7, алюминий 0,03-0,18; медь 0,06-0,3; титан 0,02-0,10, фосфор 0,05-0,12; кальций 0,002-0,008; азот 0,04-0,12 и железо остальное. Износостойкость чугуна 0,82- 1,12 г/км, эксплуатационная стойкость 700 смен 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 22 С 37/08, 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

6i f ) 0Ц,"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ЧУГУН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4827146/02 (22) 21.05,90 (46) 15,07,92. Бюл. М 26 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б,К. Святкин, М,И, Карпенко., А,М, Цейтлин, M.Á. Егорова и С.М, Бадюкова (53) 669.15-194(088.8) (56) Патент США N 3042512, кл. 75-123,. 1973.

Авторское свидетельство СССР

Мт 1116086, кл. С 22 С 37/10, 1982.

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию износостойких чугунов, выплавляемых в индукционных печах и используемых для изготовления литых деталей металлургического оборудования.

Цель изобретения -- повышение удароустойчивости и эксплуатационных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, никель, кальций, титан, медь, фосфор и железо, дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод 2,8 — 3,8 .

Кремний .. 1,2 — 2,2

Марганец 0,5 — 1,5

Никель 0,02 — 0,4

Хром 0,03 — 0,7

Алюминий 0,03 — 0,18

Медь 0,06 — 0,30 . Титан . 0,02-0,10

Фосфор . 0,05 — 0,12

Кальций 0,002-0,008

Азот 0,04 — 0.12

Железо Остальное

ЯО „„1747529 А1

E (57) Использование: для изготовления деталей металлургического оборудования, Чугун содержит, мас,%: углерод 2,8-3.8; кремний

1,2 — 2,2; марганец 0,5 — 1,5; никель 0,02 — 0,4; хром 0,03 — 0,7; алюминий 0,03-0,18; медь

0,06-0,3; титан 0,02-0,10; фосфор 0,05-0,12; кальций 0,002-0,008; азот 0,04-0,12 и железо остальное. Износостойкость чугуна 0,821,12 г/км, эксплуатационная стойкость 700 смен. 2 табл.

Азот связывает алюминий, титан и хром в нитриды и карбонитриды, повышая дисперсность структуры, механические свойства, удароустойчивость и эксплуатационную стойкость. Его влияние на удароустойчивЬсть и эксплуатационные свойства начинает сказываться с концентрации 0,04%. При увеличении его содержания более 0,12% по вышается концентрация неметаллических включений по границам зерен, снижаются характеристики удароустойчивости, пластических и эксплуатационных свойств.

Введение меди обусловлено микролегирующим влиянием на матрицу и измельчением включений графита, что павы ш ает пластические свойства, удароустойчивость и эксплуатационную стойкость. При содер>кании меди до 0,06% измельчение структурных составляющих и повышение удароустойчивости и эксплуатационной стойкости недостаточны, а при увеличении концентрации более 0,3% снижается однородность структуры и ухудшаются эксплуатационные свойства и стабильность упругопластических свойств.

1747529

2,8-3,8

1,2 — 2,2

0,5 — 1,5

0,03 — 0,18

0,03-0,7

0,02 — 0,4

0,06-0,30

0,02-0, 1 0

0,05 — 0,12

0,002 — 0,008

0,04-0,12

Остальное

Таблица 1.

Соде жание, мас., состава ты

1 известный) 3,5

1,6

1,0

0,06

0,3

0,1

0,11

0,005

0,05

0,10

0,09

Остальное

2,8

2,2

0,5

0,03

0,03

0,02

0,06

0,002

0,02

0,05

0,04

Остальное

3,5

1,9

0.96

0,04 .

0,24

0,15

О. 12

0,05

0,07

0,15

Остальное

3,8

1,2

1,5

0,18

0,7

0,4

0,3

0,008

0,1

0,12

0,12

Остальное

Ос

П р и м е ч а н и е. В известном чугуне состава 1 дополнительно содержались сера в количестве 0,07

% и церий — 0,0? %. В предложенном чугуне они исключены, так как повышают концентрацию неметаллических включений по границам =;эрен и снижаютудароустойчивость и эксплуатационные свойства, Фосфор повышает отбел, литейные, технологические и эксплуатационные свойства, однако при увеличении его концентрации более 0,12% снижаются характеристики удароустойчивости, стабильности структуры и эксплуатационных свойств. При его концентрации до 0,05% технологические и эксплуатационные свойства недостаточны. „:

Содержание осйовных компонентов (углерод 2,8-3,8%, кремний 1,2-2,2%, марганец 0,5-1,5% и хром 0,03-0,7%) принято в обычных для литейных чугунов концентрациях, не снижающих удароустойчивость, а содержание алюминия (0,03 — 0,18%), титана (0,02 — 0,10%) и никеля (0,02 — 0,4%) оказывает модифицирующее влияние и повышает удароустойчивость, механические и эксплуатационные свойства сплава. При их концентрации менее нижних пределов модифицирующий эффект недостаточен, а прочностные и эксплуатационные свойства низкие, При увеличении их концентрации выШе верхних пределов снижаются однородность структуры и механические свойства.

Кальций также оказывает модифицирующее влияние, но он плохо растворяется в металлической основе, поэтому его концентрация ограничена 0,008%. Нижний предел содержания кальция обусловлен ухудшением компактности фаз и неметаллических включений в чугуне при более низких кон-. центрациях кальция, что снижает упругопластические и эксплуатацйонные свойства, Плавку чугунов проводят в электрических печах большой емкости. Перегрев расплава в печи 1400 — 1450 С. Присадку меди, легирующих добавок и ферросплавов проводят в печь в конце плавки. Модифицирование чугуна силикокальцием и продувку азотом проводят в ковше, Температура расплава при заливке песчано-глинистых ли5 тейных форм составляет 1340--1380 С, В табл. 1 приведены химические составы чугунов.

В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов опыт-.

10 ных плавок, полученные по стандартным методикам на образцах и технологических пробах.

Как видно из табл. 2, дополнительное введение в состав чугуна азота позволяет

15 повысить удароустойчивость в 1,18-1,3 раза и эксплуатационную стойкость в 1,2 — 1,35 раза.

Формула изобретения

20 Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, хром, никель, кальций, титан, медь, фосфор и железо, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения удароустойчивости и эксплуатационных

25 свойств, он дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод

Кремний

Марганец

Алюминий

Хром

Никель

Медь

35 Титан

Фосфор

Кальций

Азот

Железо

1747529

Таблица 2

„ I

Составитель Б.Святкин

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор М.Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, yn,Гагарина, 101

Заказ 2475 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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