Лигатура для чугуна

Лигатура для чугуна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ COBETCHHX

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Я АВ QPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

Г РИ ГКНТ СССР

1 (21 } 4693942/02 (22) 23.05.89 (46) 23.05.91. Бкч. Р 19 (71) Производственное объединение

"Гомсельмаш" (72} Ф.И.Титко, Л.С.Боровиков, М.И.Карпенко и Т.И.Кныш (53) 669. 15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Я- 1516504, кл. С 22 С 35/00, 1988.

Авторское свидетельство СССР

И - 960294, кл . С 22 С 35/00, 1982. (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к лигатурам для чугуна и предназначено для микролегирования износостойких чугуИзобретение относится к черной металлургии, в частности к лигатурам, используемым для микролегирования износостойких чугунов.

Цель изобретения — повышение кавитационно-эрозионной стойкости.

Предлагаемая лигатура для чугуна содержит медь, алюминий., углерод, кобальт, никель, лантан, фосфиды марганца и железо при следующем соотно,шении компонентов, мас ° 7:

Иедь 7-11 . Алюминий 2-5

Углерод 0,02-0,06

Кобальт 13-17

Никель 8-12

„Я0„„1650750 A 1

yg)g С 22 С 35/00 нов. Целью изобретения является повышение кавитационно-эрозионной стой кости. Лигатура содержит, мас.7: медь

7-11; алюминий 2-5; углерод 0,02—

0,06; кобальт 13-17; никель 8-12; лантан 8-11; фосфиды марганца 11-1 6; железо остальное. Легирование чугуна доэвтектического состава предлагаемой лигатурой в количестве 17 от массы расплава позволяет существенно повысить твердость, прочность на изгиб, предел коррозионной усталости, относительную износостойкость при ударноабразивном износе. Эксплуатационная стойкость возрастает с 706 до 890—

942 ч. 2 табл.

Лантан 8-11

©Ъ

Фосфиды марганца 11-16

Ю

Жепезо Остальное

Дополнительное введение в состав © лигатуры кобальта обеспечиВает повы- 4 шение твердости и стабильности структуры чугуна в отливках, коррозионной стойкости и прочностных свойств, что обеспечивает существенное увеличение кавитационно-эрозионной стойкости.

Прн концентрации кобальта до 13 мас.7. твердость, стабильность структуры и .кавитационно-эрознонная стойкость недостаточны, а при повышении содержания кобальта более 17 мас.7. снижа1650750 ются ударная вязкость, пластические свойства и эксплуатационная стойкость.

Лантан модифицирует структуру, понижает термодинамическую активность углерода, увеличивает степень сфероидизации графита и неметаллических включений, что повышает механическ: — . свойства и кавитационно-эрозионные свойства. Его модифицирующий и ста билизирующий эффект начинает сказываться с содержания 8,0 мас.%, но при увеличении его концентрации более

11 мас.% увеличиваются угар и содержание неметаллических включений по

50 границам зерен и снижаются кавитационно-эрозионные свойства.

Фосфиды марганца перлитизируют и измельчают структуру, повышают твердость и кавитационно-эрозионную стойкость, но при концентрации их более

16 мас.% снижается однородность структуры, пластические и эксплуатационные свойства. При концентрации фосфидов марганца менее 11 мас.% твердость и кавитационно-эрозионная стойкость недостаточны.

Углерод и алюминий оказывают графитизирующее влияние, снижают твердость и износостойкость, поэтому их концентрация ограничена соответственно пределами 0,02-0,06 и 2-5 мас,%.

При таких концентрациях алюминий и углерод оказывают раскисляющее и модифицирующее влияние, существенно не снижая кавитационно-эрозионную стойкость.

В лигатуру дополнительно введен никель в количестве 8-12 мас.% при снижении концентрации меди до 7—

11 мас.%, что способствует образованию аустенита из зернистого перлита, повышению коррозионной и кавитационно-эрозионной стойкости. Аустенитообразующее влияние никеля начинает сказываться с концентрации 8%, а при увеличении его содержания более

12 мас.% снижается стабильность структуры, кавитационно-эрозионной и эксплуатационной стойкости чугуна в отливках.

Пример. Опытные плавки лигатур проводят в индукционных печах с тиглями емкостью 150 кг с использованием ферросплавов, стального лома, электролитической меди, полуфабрикатного никеля НПЗ, металлического лантана ЛаИ-2, фосфидов марганца

ФМнР-1Н и кобальта К2. Сначала в индукционной печи расплавляют стальной лом и никель, перегревая расплав до

1500 С, затем вводят кобальт и электролитическую медь. После выдержки в течение 2-3 мин вводят фосфиды марганца, а перед выпуском в разливочные ковши — металлический лантан.

Разливку производят при 1340+10 С в сухие литейные формы для получения плоских плиток толщиной 15-16 мм.

Лигатуру в измельченном виде вводят в раздаточные литейные ковши в чугун доэвтектического состава, содержащий, мас.%: углерод 2,75; кремний 0,61 марганец 0,37; фосфор 0,05; хром 0,27; никель 0,25; сера 0,04; азот 0 03; кальций 0,03; титан 0,01; железо — остальное. Лигатуру вводят в количестве 1 0% от массы расплава.

В табл. 1 приведены химические составы лигатур опытных плавок.

В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства микролегированного чугуна, обработанного лигатурами известного и предлагаемого составов.

Кавитационно-эрозионную стойкость определяют на струеударной испытательной установке с использованием в качестве эталона стали 45Л после закалки ее с 850 С в воду и отпуска о при 200 С, а испытания на коррозионную усталость — на цилиндрических образцах VlIl на базе 107 циклов при циклическом нагружении.

Исследование прочностных свойств проводят на цилиндрических образцах

10 мм в соответствии с ГОСТ 1497-и ГОСТ 9012-59.

Как видно из табл. 2, при микролегировании чугуна предлагаемой лигатурой увеличение твердости, износостойкости и эксплуатационной стойкости более значительно, чем при использовании лигатуры известного состава.

Таким образом, кавитационно-эрозионная стойкость чугунов значительно повышается.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна, содержащая медь, алюминий, углерод и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения кавитационно-эрозионной стойкости, она дополнительно

1650750 содержит кобальт, никель, лантан и фосфиды марганца при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Медь 7-11

Апюминий 2-5

Углерод 0,02-0,06

Кобальт

Никель

Лантан

Фосфиды марганца

Железо

13-1 7

8-12

8-!1

11-16

Остальное

Таблица 1

Содержание компонентов в лигатурах, мас.7.

Лигатура

Медь Алюми- Угле- Ко- Фосфиды Никель Лантан Железо ний род балы марганца

11 8

14,2 9,6

16,0 12

0,2 13

0,03 16

Ою06

3

1,1

5,1 (фосфор) 0,21

22 ная Таблица 2

Свойства легированного чугуна

Лигатура

Интенсивность каОтносительная изноЭксплуатациТвердость, НВ онная стойвитационно-зрозионного кость, ч изнашиванияз

-Y

Z> 1О

398 .0,455

410 0,412

415 0,431

942

936

4,1

4,9

4,7

521

527

1207

1190

361 0,570

987

3,0

473

706 ная

Составитель Л.Карасева

Редактор С.Пекарь Техред .g.цаплюк Корректор Н,Ревская

Заказ 1586 Тираж 389 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Предлагаемая

2

ИзвестПредлагаемая

1 .2

ИзвестПредел прочности при изгибе, МПа

Предел коррозионной усталости,.

МПа состойкость i при ударноабразивном износе

Осталь8 ное

9 2

11