Аустенитный чугун с шаровидным графитом


 


Владельцы патента RU 2602587:

Общество с ограниченной ответственностью "ИТЦМ МЕТАЛЛУРГ" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, а именно к аустенитным чугунам с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в агрессивной среде при температуре от -60° до +90°С, в частности для изготовления рабочих органов погружных центробежных насосов для добычи нефти. Аустенитный чугун с шаровидным графитом содержит, мас. %: углерод 2,2-3,0, кремний 2,4-3,2, марганец 3,0-4,0, медь 6,5-7,5, никель 9,4-11,0, магний 0,03-0,05, кальций 0,03-0,05, церий 0,01-0,03, вольфрам 0,1-0,3, молибден; 0,1-0,3, железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение прочности аустенитного чугуна, который используется для изготовления изделий, работающих в агрессивной среде при температурах от -60° до +90°С, а также повышение обрабатываемости поверхности отливок из чугуна при механической обработке. 2 табл.

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к аустенитным чугунам с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в агрессивной среде при диапазоне температур от -60° до +90°С, в частности для изготовления рабочих органов погружных центробежных насосов для добычи нефти.

Известен немагнитный чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний, церий, кальций, никель, серу, фосфор и железо, при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 3,0-3,5; кремний 2,5-3,5; марганец 4,5-5,0; медь 4,5-5,0; магний 0,015-0,03; церий 0,03-0,05; кальций 0,03-0,06; никель 5,0-6,0; сера до 0,02; фосфор до 0,01 и железо остальное (SU 203916, С22С 37/10, опубликовано 09.10.1967).

Однако известный чугун с шаровидным графитом не обеспечивает необходимую износостойкость и коррозионную стойкость литых изделий, предназначенных для работы в условиях воздействия коррозионной среды, содержащей абразивные материалы, в диапазоне температур от -60° до +90°.

Известен аустенитный чугун с шаровидным графитом содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, хром, ванадий, магний, кальций, церий и железо, при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 2,2-3,0; кремний 2,4-3,2; марганец 3,0-4,0; медь 6,5-7,5; никель 9,4-11,0; хром 0,3-0,5; ванадий 0,01-0,03; магний 0,03-0,05; кальций 0,03-0,05; церий 0,01-0,03; железо остальное (RU 2337170, С22С 37/04, опубликовано 27.10.2008).

Однако металлическая основа указанного аустенитного чугуна с шаровидным графитом содержит цементит до 30%, который располагается по границам зерен. Поэтому прочность известного чугуна незначительна.

Кроме того, отливки из указанного аустенитного чугуна с шаровидным графитом плохо подвергаются механической обработке.

Задачей и техническим результатом изобретения является повышение прочности аустенитного чугуна, который используется для изготовления изделий, работающих в агрессивной среде при температурах от -60° до +90°С, а также повышение обрабатываемости поверхности отливок из чугуна при воздействии инструмента мехобработки.

Технический результат достигается тем, что аустенитный чугун с шаровидным графитом содержит углерод, кремний, марганец, медь, никель, магний, кальций, церий, вольфрам, молибден и железо, при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 2,2-3,0; кремний 2,4-3,2; марганец 3,0-4,0; медь 6,5-7,5; никель 9,4-11,0; магний 0,03-0,05; кальций 0,03-0,05; церий 0,01-0,03; вольфрам 0,1-0,3; молибден; 0,1-0,3; железо - остальное.

Введение в состав аустенитного чугуна по изобретению вольфрама в концентрации 0,1-0,3 мас. % позволяет оптимизировать количество твердых включений цементита, одновременно повысив прочность чугуна и улучшив качество его механической обработки.

Введение в состав аустенитного чугуна по изобретению молибдена позволяет измельчить структурные составляющие металлической основы чугуна, благодаря чему повышается прочность аустенитного чугуна.

Выплавка аустенитного чугуна с шаровидным графитом по изобретению осуществляют следующим образом. Плавку чугуна проводят в индукционных или дуговых электропечах с использованием стандартных шихтовых материалов. Легирующие элементы - никель, вольфрам, молибден и медь вводят в металлозавалку. После расплавления шихты и перегрева чугуна до температуры 1450-1500°С на зеркало расплава вводят марганец в виде 60%-ного ферромарганца и кремний в виде 75%-ного ферросилиция. С целью повышения жидкотекучести в чугун вводят фосфор в количестве 0,15-0,25% в виде 20%-ного феррофосфата. На дно разливочного ковша перед выпуском жидкого металла из печи вводят магний и кальций в составе сфероидизирующей присадки, а также церий в виде ферроцерия.

В таблице 1 приведен химический состав известного чугуна и чугуна по изобретению. В таблице 2 приведены значения прочности, размер зерна аустенита и включений шаровидного графита, количество включений цементита и режимы механической обработки.

Достижение поставленного технического результата иллюстрируется более высокой прочностью (520-540 мПа) чугуна по изобретению, меньшим размер зерна аустенита (20-40 мкм) и включений шаровидного графита (6-10 мкм), снижением количества включений цементита (6-12%) и более лучшей механической обрабатываемостью предлагаемого чугуна в сравнении с известным.

Временное сопротивление при растяжении определяли по ГОСТ 27208-87. Размер структурных составляющих и количество цементита в металлической основе определяли с помощью прибора «Квантиметр».

Применение предлагаемого аустенитного чугуна с шаровидным графитом для отливок, имеющих сложную конфигурацию, которые затем подвергают механической обработке резанием, например ступеней погружных центробежных насосов для добычи нефти, позволяет (на 20-30%) увеличить срок службы деталей в эксплуатации, при снижении себестоимости их изготовления на 10-15%.

Аустенитный чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, никель, магний, кальций, церий и железо, отличающийся тем, что дополнительно содержит вольфрам и молибден при следующем соотношении компонентов, мас. %: углерод 2,2-3,0, кремний 2,4-3,2, марганец 3,0-4,0, медь 6,5-7,5, никель 9,4-11,0, магний 0,03-0,05, кальций 0,03-0,05, церий 0,01-0,03, вольфрам 0,1-0,3, молибден 0,1-0,3, железо - остальное.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам получения алюминиевого чугуна с измельченной структурой из исходного, который используют при массовом производстве отливок.

Изобретение относится к металлургии и может быть использован для получения модифицированного чугуна с высокими качественными показателями. В способе используют пыль газоочистки электротермического производства кремния, содержащую компоненты в следующем соотношении, мас.

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к способам получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита, и может быть использовано при производстве средних и крупногабаритных отливок с толщиной стенки 50 мм и выше.

Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано при производстве отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам высокопрочного хладостойкого чугуна для производства литых заготовок в условиях массового производства.

Изобретение относится к области литейного производства. Форма выполнена тонкостенной из чугуна ферритного класса и получена литьем в песчано-бентонитовые формы.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к чугунам с шаровидным графитом и способам их изготовления, и может быть использовано, например, для изготовления деталей турбинного ветрового генератора, работающих в условиях низкой температуры.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к изысканию износостойкого чугуна с шаровидным графитом для производства деталей, предназначенных для работы в условиях ударно-абразивного износа, в частности для изготовления литых мелющих шаров рудоразмольных мельниц.
Изобретение относится к литейному производству, а именно к износостойким чугунам с шаровидным графитом для производства деталей машин и оборудования, подвергающих абразивному износу, например, футеровки смесителей и др.

Изобретение относится к металлургии, в частности к ковшевой обработке чугуна, и может быть использовано для получения машиностроительных отливок, подвергающихся последущей механической обработке.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам износостойких чугунов, и может быть использовано для изготовления деталей гидромашин, перекачивающих абразивные смеси. Износостойкий чугун с шаровидным графитом содержит, мас. %: углерод 2,2-3,2, кремний 0,5-3,0, марганец 0,2-3,0, хром 3,0-6,4, никель 2,0-4,0, церий 0,03-0,20, магний 0,02-0,1, кальций 0,05-0,2, вольфрам 0,1-0,3, молибден 0,1-0,3, железо - остальное. Техническим результатом изобретения является повышение абразивно-коррозионной стойкости чугуна с шаровидным графитом. 2 табл.
Наверх