Чугун
Иллюстрации
Реферат
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