Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 350 С 22 С 37/10 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72)Е.И, Шитов, С.Н. Леках, И.И.Жуковский, А.Г. Слуцкий и Л.С Шабека (71)Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56)1. Литейное производство, 1971, 9 5, с. 27-28.2. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 3253210, кл. С 22 С 37/00, 1981.(54)(57) ЧУГУН, содержащий углерод; ,кремний, марганец, сурьму, молибден, железо, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения абразивной износостойкости и коррозионной стойкости, он дополнительно содержит титан, олово и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Углерод 3,2-3,40 Кремний 1 к 6-3 с О Марганец 0,005-0,04 Сурьма 0 05-0,14 Молибден 1,1-0,4 Титан 0,3-0,55 Олово 0,15-0,33 фосфор 0,1-0,6 Железо Остальное1076484 Титан 0,3-0,55Олово 0,15-0,33Фосфор 0,1-0,6Железо ОстальноеВ качестве примеси чугун содержитсеру до 0,05 Ъ.Каждый иэ дополнительно введенныхэлементов оказывает различное влияние на процесс кристаллизации и, следовательно, структуру и свойства ма териала. Фосфор повышает активностьуглерода в расплаве, уменьшает кри,тический размер зародыша при эвтек. тической кристаллизации, что способствует измельчению зерна. Одновремен" 15 ное присутствие в составе чугуна фосфора и сурьмы приводит к образованиюсложной фосфидно-сурьмянистой эвтектики, равномерно расположенной вструктуре. Олово является сильнымперлитиэатором, увеличивает дисперсность эвтектоида и повышает его микротвердость. Повышение твердости чугуна за счет измельчения эвтектического зерна, наличие в структуре фос фидно-сурьмянистой эвтектики, увеличение дисперсности эвтектоида оказывают положительное влияние на абразивную износостойкость материала.Титан, легируя металлическую основу 30 чугуна-феррит - и эвтектоидный цементит, оказывает благоприятное влияниена его корроэионную стойкость.П р и м е р. Для изучения свойствпредлагаемого материала выплавляютчугуны трех составов, содержащих ос новные комплекты на трех уровнях;низком, среднем и высоком, а такжеизвестный сплав со средним уровнемсодержания ингредиентов,Результаты испытаний представле ны в табл. 1. Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих в условиях агрессивной гидроабразивной среды.Известен чугун 1 , содержащий мас,Ъ:углерод 3,38-3,86 Кремний 0,32-3,03 Марганец 0,54-1,07 Хром До 0,8Никель До 2,3Молибден До 0,3Церий 0,016-0,89 Железо Остальное Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является чугун 23, содержащий, мас.Ъ:Углерод 3,0-3,40 Кремний 1,6-2,20 Марганец 0,005-0,04 Сера О, 08-0,10 Сурьма 0,05-0,14Молибден 0,1-0,40 Железо Остальное Недостатком известного чугуна является низкая стойкость в условиях агрессивной гидроабразивной среды.Цель изобретения - повышение абразивной износостойкости и корроэионной стойкости.Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, сурьму, молибден и железо, дополнительно содержит титан, олово и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Углерод 3,2-3,40Кремний 1, 6-3,0Марганец 0,005-0,04Сурьма 0,05-0,14.Молибден 0,1-0,4 Таблица 1 Чугун Уровеньсодержанияингредиентов Химический состав, мас.Ъ М Тд Мп Бп 1,8 0,01 0,03 0,14 0,1 0,25 Предла- Низгаемый кий 1,6 0,005 0,01 0,1 3,2 0,15 0,3 0,05 0,1 Средний 3,2 2,2 0,01 0,01 0,3 Высокий 3,0 0,04 0,02 0,6 3,4 0,14 0,4 0)33 0,55 Извест- Средный ний 3,3 0,11 0,25 0,28 0,41076484 Таблица 2 Уровеньсодержанияингредиентов Чугун Свойства чугуна Относительная коррозионная стойкость Относительная абразивнаяизносостойкость Средний Известный 1,24 1,16 НизкийПредлагаемый 1,25 1,33 Средний 1,19 1,27 Верхний Составитель Н. КосторнойРедактор С. Квятковская Техред Л.Коцубняк Корректор А. Повх Заказ 670/25 Тираж 603 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ИИП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Чугуны плавят в индукционной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой. В качестве шихты для получения низко марганцовистых чугунов используют металлиэованные окатыши ферросплавов кремния, молибдена, титана, фосфора,. сернистое железо, а также кристаллическую сурьму и олово.Технология ввода фосфора, олова и титана в чугун состоит из расплавления шихты, рассчитанной с учетом получения материала необходимого состава. Феррофосфор 18 Р ) и ферротитан (30 Т 1 ) загружают в печь вместе с основной шихтой. Как видно из данных табл. 2, чугун дополнительно содержащий Фосфор, оло во и титан, обладает более высокими эксплуатационными свойствами.Пределы содержания компонентов установлены исходя из получения наиболее благоприятного сочетания свойств 4 О и структуры чугуна. Повышение концентрации фос 4 ора выше 0,6 мас. приводит к снижению механических свойств чугуна. Нижний предел связан с появлением Фосфидной эвтектики в струк туре. Нижний предел содержания углерода и кремния вызван необходимостью получения металлической матрицы беэ ледебуритных включений, верхний ограничен получением перлитной матрицы с количеством феррита не более 2- 3. Нижний предел содержания олова и сурьмы связан с получением перлитной металлической основы, верхний Кристаллическое олово вводят в жидкий расплав перед заливкой формы. Величину добавок рассчитывают из средне-. го усвсения фосфора и олова на уровне 85-95, титана 80-85.Заливают образцы в сухую песчанную форму. Испытания на абразивную износостойкость проводят на машине трения путем перемещения образца по поверхности карбонитридного абразивного материала, коррозионные испытания проводят в 3,0-ном растворе бордоской жидкости при 50 С.Результаты испытаний представлены в табл. 2. получением структуры без структурносвободного цементита. Содержание молибдена (0,1-0,4), титана (0,3-0,55)и марганца 0,005-0,04) выбираетсяиз условия максимального упрочненияметаллической основы.Оптимальный состав сплава содержит, : углерод 3,2, кремний 2,0,марганец 0,01 фосфор 0,4; сурьма0,12; молибден 0,25 олово 0,22; титан 0,4,Предлагаемый чугун наиболее эффективно использовать для изготовлениякорпусных деталей насосов, перекачивающих абразивную агрессивную среду,что позволит за счет повышения абразивной иэносостойкости и коррозионной стойкости сплава увеличить срокслужбы насоса в целом,Экономический эффект от вйедренияизобретения составит 80 тыс.руб.в год.