Высокопрочный чугун

 

Союз Советскнк

Соцнаинстнческнк

Республик (и834203 я в

К АВТОРСКОМУ СВИ ТИЗЬСЮУ (6! ) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 031279 (21) 2845895/22-02 (я)м. кл.з с присоединением заявки ЙоС 22 С 37/10

Госуяврствеиимй комитет

ССС P ио Аеавм июбретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 3005.81. бюллетень 8920

Рз) ПЖ 669 ° 13. .018.2(088.8) Дата опубликования описания 3095,31

М.И. Карпенко, A.K. Карпов, P H. Адамович, И.И. Карпенко и М.Н. Заяц „1

t и .л

l i

Гомельский филиал Белорусского политехнйческогоинститута (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН

6,3-9,7

Изобретение относится к металлургии, а именно к получению высокопрочных чугунов с шаровидным графитом, применяемых в машиностроении в литом состоянии. 5

Известен высокопрочный чугун сле,дующего химического состава 1), вес.Ъ:

Углерод 3,2-4,0

Кремний 2,0-3,8

Азот 0,0035-0,02

Железо Остальное

В качестве сфероиднзатора графита применяются магний, кальций, церий или магний-кальций-цериевая лигатура. 15

Предел прочности такого чугуна в питом состоянии составляет 54,558,4 кгс/мм.

Однако упомянутый чугун имеет низкие износостойкость и коррозионные 20 свойства в отливках специального назначения.

Известен такхе высокопрочный чугун,, содержащий (2$, вес Л:

Углерод 2-4, 5

Кремний 1,5-5 0

Марганец .До 1,0

Магний До 0,1

Молибден 1-8

Хром До 1,0

Железо Остальное

В лнтом состоянии указанный чугун обладает недостаточно высокой прочностью и низкой коррсзиойной стоЯкостью в агрессивных средах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является высокопрочный чугун химического состава P3), вес.Ф:

Углерод 2,7 -3,8

Кремний 1,6 -3,6

Марганец 0,2 -1,2

Медь 0,001-0,4

Х р о м 0,01 -0,3

Никель 0,,01 -0,4

Кальций 0,03 -0,25

Редкоземельные 0,005"0,25 металлы

Магний 0,01 "0,06

Железо Остальное

При -литье s:êoêèëü известный чугун имеет следующие механические свойства:

Предел прочности (временное сопротивление), кгс/ммя 55,4-62,7

Относительное удлинение,%

8З42ОЗ

0,03 -0,5

Ударная вязкость, кгс -м/см 3,6- 9,7

Твердость, НВ, кгс/мм 197 -217

Недостатками известного чугуна являются низкие износостойкость„ коррозионная стойкость и прочность.

Цель изобретения « повышение износостойкости, прочности и коррози онной стойкости чугуна в отливках. указанная цель достигается тем, что высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, элемент, выбранный из группы, содержащей хром, никель, кальций, редкоземельные металлы, магний и железо, дополнительно содержит сурьму, азот и иттрйй, а группа дополнительно содержит титан, цирконий, ванадий, ниобий и бор, при следующем соотнсиаении компонентов, вес.В:

Углерод 2,9 -4,1

Кремний 1,2 -3,2

Марганец 0,3 -1,5

Медь 0 05 -0,5

Элемент, выбранный из группы, содержащей хром, титан,. цирконий, ванадий, ниобий и бор

Никель 0t01 -0i35

Кальций 0,01 -0,35

Редкоземельные металлы 0.,002-0 03

Магний 0,02 -0,04 сурьма 0,01 -0,35

Азот 0,002-0,04

Иттрий О,001-Î,02

Железо Остальное

Вместо хрома высокопрочный чугун может содержать, по крайней мере, один элемент из группы, содержащей титан, цирконий, ванадий, ниобий и бор @ количестве 0,03-0,5 аес.В.

Пример . предлагаемый и известный чугуны выплавляют в дуговых электронечах, изготавливают об» разцы для механических испытаний и, литые заготовки, полученные заливкой металла в сухие жидкостекольные формы при 1380-1450 С. В качестве флюса

20 при плавке. используют технический криолнт, а для десульфурации — кальцинированную соду, 1

В табл. 1 приведен химический состав сплавов в отливках, а в табл. 2 механические и коррозионно-эрозионные свойства.

v о м

4Ч о, Ф

М

1 н

1 0

Г»» ф

М }}}

%О

%4 ь

Ю! Ч ь

CO

% 4 ь

С} 4

Ю ь

%Ч

Ю

М

Ю м

С»

%Ф

Ю ь

° -4

С» ь о

ГЧ

Ю ь

ГЧ

Ю ь

Ю м ь

IA ь

}Г} ь

4Ч ь

С»

%"4 о

Ю м

Ю ь

С»

4

Ю ь о

4%Ъ ь

С»

4Ч ь

M о

4Ч

Ю о с

ГЧ

Ю

Ю ь

%-4

Ю

Ю с о

4Ч

Cl ь

tA м ь

С»

}ГЪ м ь

}ГЪ

С» ь о

tA м ь

С»

1 !

С» м о

Cl

4Ч

Ю ь

С» Ф

Ю ь

С»

% 4

С»

I о

%-4

Ю ь

Ю (Ч о с

Ю о

% о м а

Г } ь

С»

}}Ъ с о

° -4

Ю с

Ю м

С»

Cl

%.4

Ю о м

Ю

4Ч ь

С»

%О

% (") Ch ь

С» ь

C» .

4Ч

% о

ГЧ

С»

4Ч о ь о

}Ч

Ю

Ю

C) (Ч

Ю

Ю ь

%-}

С»

Cl о х о о м

С» с о аА с о

tA

D с о

tA м

С»

lA

РЪ

С»

tn м ь

С»

}Ч

Г Ъ

° . о

М д}» о

Ф

t}} (Ч

tD

Ю м

С»

С»

%-4

С»

С»

4 Е о о

М ь о о

ГЧ

С» с

С».

%-}

С» с о

%-4 ГЧ

% с Ф %4

}}Ъ с о

С»

Г1

РЪ

С» м

С» о

% 4 о о

%!

Ю

С»

%-4

С» с

Ю с о н х

4}} о

1 о

Ъ

4Ч ь о (Ч о

ГЧ

4 о

С» с

С»

4Ч

С»

Cl

Ю.

ГЧ о

С»

М

Ю о х

5 и о

tA (Ъ

С»

tA

Г Ъ

an

С» с

С»

an м

М

П3 о

С»

%} о

С»

Г Ъ о

С»

%4

О

С»

%-} ь

% о

ГЧ о

C) (Ч

Ю с

%-4 о ь

С» м

С»

tA с

Ю х х и

А

Г Ъ

<Ч

Ъ а

% 4 о

С»

4%Ъ о

С»

% }

С» с о

ГЧ.

М о

%-4

С»

ГЧ о

4%Ъ с

%О

Г Ъ

ОЪ

С»

}Ч

Cl ь о

5 о о

%!

С» о о

Ю

%

an

Ю (Ч

С» о

Ю tA

С»

С»

}Г} м

С»

M ь

С»

ГЧ

ГГ}

Cl ь

С» (Ч о

%-4

М о Ф

С»

ГЧ

М о

%-4

%D

% 4

С»

an

С»

РЪ

С»

»4Ъ

Ю м

4Ч ь о о

ОЪ

%-}

%-4

С»

Cl

° 4

Ю ь

% 4

ФЬ

4%} ь

С»

5 о о

4"Ъ

%О %-!

М ГЧ

}Ч о

%-4

Ю

С»

Ю

ГЧ

Ю

Ю

М

ГЧ

С» о

Ю м

Ю

С»

ГЧ

М

С»

Ю аА м

С»

}Г} м

С»

tA м

С»

Ю ь

С» м

М

4Ч

D ъ

Ю (Ч

Ю о

4О ь

Ю Ф

Ю

%.4 о

Ю

%4 о

\ о

tA ь

D м

СЪ м о

С»

%-4

D ь

\4

Ю

М

%!

CI ь

%-4

4Ч ("Ъ ь

%4 ь

Ю.

ГЧ .ь

Ю.

ГЧ ь

%О

Ю м е4 ! о о

4Ч

Cl

4D ь

4Ч

Cl

Cl ь

M ь

С»

4%Ъ ь

\

Ю

Ю

Ю

tA

О

С»

tA м о

ГГ}

D ь о

4Ч

Ю ь

Ф.

Ф х

}б

44

4}3

Ц о

А 9 и

>» ахи

It} о н х

Э х

М а ъ о о о о

5 ! :

Ц

834203

1 1 I 1

I1,,I

}Г» ! I. 1 .4D

tA

ГЧ ! I

С»

Г )

Г 4

1 1 I

С»

Г »

С>

1 о

О"»

М о 1

Ю с

С»

} 1 !! !

) ! 1

1 I I! ! 1

1 I I х 5 о сь х о а

Д }1. Х О

&34203

Таблица 2

Относитель ное удлине ние, %

Коррознонно-зрозионная стойкость

: Состав чугуна

Относительная износо стойкость при гидроабразивном износе, В

Временное сопротивление, кгс/мм

Скорость. коррозии, г/см ° ч

В

10%"ном расторе сернокисого алюминия в 30%-ном растворе ортофосфор ной кислоты

Предла га- еюай г 1

187

$,8

11&i

179

5,7

107

208

4,6

131

123, 191

4,9

207

4,4

224

3 2

221

2,7

7 141

147

2,3

229

231

2,1

9 143

10 125,.

11 129 .

12 134

13 157

14 152

15 148

16 123

17 131

193

5,1

4,3

205

227

3,8

2,4

232

229

3,7

228

3,8

4,1

203

3,5

217

134

232

2,6

100

Известный

62,7

6,3 элемент, выбранный из группы, содер". жащей хром, никель, кальций; редко- земельные металлы, магний и железо, 64) отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости, прочности и коррозионной стойкости, он дополнительно содержит сурьму, азот и иттрий, а группа - титан, д цирконий, ванадий, ниобий и бор

Из приведенных данных видно, что

КОррозионная стойкость и относитель» ная износостойкость предлагаемого чугуна превосходит те же показатели известного сплава.

Формула изобретения

Высокопрочный чугун, .содержащий углерсщ, кремний, марганец, медь, 0,032

0,028

0,023

О, 029

0,022

0,019

0,026

0,023

0f 021

0,031

0,025

О, 021

О, 017, О, 022

0,017

О, 035

О, 031

0,027

0,056

О, 027

0,024

0,017

О, 02.3

0,017

0,012

0,022

0,019

0,016

0,025

0,023

0,017

0,021

0,016

0,011

0,028

0,025

0,019

0i040

834203

Магний

Сурьма

Азот

Иттрий железо

0,002-0,04

0 01 -0 35.

0,002-0,04

0,001"0,02

Остальное

Составитель Г. Дудик

Редактор И. Михеева Техред:И.Асталош . Корректор О. Билак

Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по Делю изобретений н oTlcpMTHR

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

° Ф

Заказ 4012/51

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 йри следующем соотношении компонен:тов, вес.Ъ:

Углерод 2,9 -4,1

Кремний 1,2 -3 2 . Марганец 0,3 "1,5

Медь 0 05 -0 5

Элемент, выбранный нз группы, содержащей хром, титан, цирконий, ванадий, ниобий и бор 0,03 -0,5

Никель 0,01 -0 35

Кальций 0,01 -0,35

Редк оз емел ьные металлы .0,02 -0,03;

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США и 3981432, кл. 75-130,.1975.

2. Патент Японии В 51-6607, кл. 107-173, 1976.

3. Авторское свидетельство CCgP

Ю 550458, кл. С 22 С 37/10, 1977.