Чугун

 

ОП ИСАНИЕ изоьеитения

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмк

Соцмапмстмческмк

Респубямк

737490

I

"7 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 22.12,78(21) 2700310/22-02 с присоединением заявки J4 (23) Приоритет .

Опублииовано30,05.80. Бюллетень М 20 (51) м. Кл.

С 22 С 37/10

Государстааниый комитет

СССР до делам изобретений и открытий (53) УДК 669.13- 018. 2 (088.8) Дата опубликования описания 04.06.80

Б. А. Кириевский, В. П. Луганский, Г. А, Кудинов, В. Г. Иошпа, И. Н. Некрасов и Г. Б. Лысенко (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья АН Украинской CCP и Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичныХ энергоресурсов предприятий черной металлургии (71) Заявители

3 (54) ЧУГУН

Изобретение относится к области металлургии, а именно к созданию новых литых чугунов, обладающих высокой износостойкостью при повышенных температурах. Чугун может быть использован в ме5 таллургической, энергетической и горнодобывающей промышленностях.

Дпя деталей машин, эксплуатирующихся в указанных условиях, нашли применение апюминиевые чугуны, содержащие о легированный твердый раствор и упрочняюшую фазу. Высокой износостойкостью обладает чугун промежуточной группы

Известен чугун следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,7-3,8

Кремний 1,5-4,0

Марганец 3, 5-6, О

Хром 1 4

Медь О, 5-2,0

Титан 0,0 5-0,5

Железо Остальное (1) .

Чугун в литом состоянии обладает слепуюшими свойствами:

Предел прочности при изгибе, кг/мм 43,9-44,2

Стрела прогиба, мм 0,3-0,32

Твердость HRC . 44-46

Износ, мг 52,2-56,3

Относительная износостойкость 2,8-3в 1

Недостатком известного чугуна является невысокая износостойкость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун следующего химического состава, вес.%:

Углерод 2,2-3,7

Кремнии

Марганец Оэ8-3,0

Алюминий 2-7

Хром 0,16-130

Титан О, 1-1,0

Железо Остальное « Я.

Чугун в качестве примесей содержит ссору в количестве 0,05-1,2 вес.%, фосфор—

0,1-0,8 вес.%.

3 . 7374

Недостатком известного чугуна являются нИзкие характеристики пластичноои трещиностойкости Из-за относитепттто низкой пластичности и стойкости в условиях термоциклировиния он не может быть. использован для большого круга, деталей, используемых в условиях температурного погружения с большим градиентом. В частности, эти чугуны не могут быть использованы как армирующие вставки, устанавливаемые при заливке в форму с целью повышения долговечности изделий.

Цепью изобретения является повьпиение пластичности и трешиностойкости чу-, гуна.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, титан и железо,дополнительно содержит медь при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Углерод 2,2-3,7

Кремний

Марганец 6-12

Хром 0,6-2

Алюминий 5-9

Титан О, 1-1,0

Медь 0,5-1,0

Железо Остапьное. стоятельные марганецсодержашие фазы, которые охрупчивают чугун,;

Медь вводится для повышения пластичности и трещиноустойчивости. Медь способствует измепьчению аустенитной . составляющей структуры. При вводе менее 0,5 вес.% меди влияние ее незначительно и не сказывается на повышении свойств, при вводе свыше 1 вес.% меди образуются медьсодержашие включения, резко снижающие пластические свойства.

Преданы алюминия выбираются с учетом того, что именно при содержании его в количестве 5-9 вес.% высокотемпературная износостойкость максимальна.

Содержание хрома выбирается с учетом следующего: при содержании менее О бвес суптественно уменьшается износостойкость чугуна, а при увеличении содержания свыше 2,0 вес % повышается хрупкость чугунал

Технология выплавки чугуна следующаяе

Плавка производится в индукттионных печах, Марганец в виде ферромарганца (75%Мг ), хром в виде феррохрома и медь в чистом виде вводятся в шихту с учетом угара. По расплавлении в печь присаживают вторичный алюминий.

Расплав выдерживают в печи, перемешивают в течение 5 мин и разливают.

В ОП ИПЛ AH УССР отливаются детапи, эксплуатирующиеся в условиях высоко- температурного изнашивания (лопатки дымососов, вставки в доменные хоподильники), а также образцы для испытаний Химсостав опытных плавок приведен в табл. 1 (сплав 1 — известный P2), сплавы 2-8 - предлагаемые) °

Таблица 1

12 25 45 06 - 05

24

2,2"

7,8

80 14 0 5 8,-8

1 ф2

8 1 1-э4 Ов8 O 5

8 4 1 6 О 8 О 6

2,3 0,5 7,5

2,4

3,0

1,6 7,5 5 0 1,4 0,9 0,1

2,7

0,6 1,0

3,0

0,9

12 75 90

2,4 1,8 6,0 8,1 0,6 0,8 0,6

24 12 120 81 20 08 03 30

Введение марганца в ксаичестве

6,0-12,0 вес.% способствует аустенизаций основы структуры, .измепьчению

6 — фазы, что обеспечивает повышение пластичности сплава. При содержании . 35 марганца менее 6 вес.% цластичность и ударная вязкость сплава повьпттатбтся незначительно. При содержании марганца свыше 12 вес.% образуются само90 4

5 737490 6

Были проведены сравнительные испьз- делена ударная вязкость и трешиноустания иэносостойкости в условиях абра- тойчивость зивной эрозии как в лаборатории,;так н Результаты испытаний щжведены в в промышленных условиях, а также. опре- табл 2 .

Таблица2

1 1,5

1,320 2 920

20-28

2 2,2 0,810

2,170

0)695 1)930

0,610 1,320

3 2,0

4 1,6

5 2,4

0,580 1, 100

Оэ483 Оэ 732

6 1,9

О) 461 0,738

0,430 0,710

7 2,4

8 2,6

Формула изобр.ет ения

Чугун, содержаший углерод, кремний, марганец, хром, алюминий, титан и же- . лезо, о т л и ч а ю ш и и с я тем что, Ф

Составитель Г, Дудик

Редактор 3. Ходакова Техред Я. Бирчак Корректор Н. Стец

Заказ 2610/10 Тираж 694 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r Ужгород, ул„. Проектная, 4, Как видно из табл. 2, чугуны состазо вов 7-8 позволяют получить более высокие показатели ударной вязкости, изно-состойкости и трешиноустойчивости

Анализ результатов показывает,. что износостойкость при высоких температу35 рах увеличивается почти в 3-4 раза, а трешиностойкость — на 50%, Использование предлагаемого чугуна для вставок, армируюших холодильники доменных печей, позволяет увеличить в

1,5 раза срок службы холодильников (т е, кампанию доменной печи) ° .

14-18

14-18

1 1-L7

L4-L9

12-14

12-14 с целью повышения- ударной вязкости и трешиностойкости, он дополнительно содержит медь прн следуюшем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод 2,2 3,7

Кремний 0,5-3,0

Марганец 6-12

Хром 0,6-2

Алюминий - 5-9

Титан О, 1-1

Медь 0,5-1

Железо Остальное °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

L Авторское свидетельство СССР

Ми 532654, кл, С 22 С 37/06, 1976

2. Авторское свидетельство СССР

М 353996, кл . С 22 С 37/10, l972