Лигатура для чугуна

шилавнзаРЕСПУБЛИК ГОСУД ПО ИЗО ПРИ ГНН ПИСА 3 БРЕТЕНИ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА(57) Изобретение относится крам для чугуна и предназначенмикролегирования износостойки ьедннение ССС198СР982 лигатуо длях чугуИзобретение относится к чернойметаллургии, в частности к лиспользуемым для микролегироносостойких чугунов.Цель изобретения - повышение кавтационно-эрозионной стойкости.Предлагаемая лигатура для чугунасодержит медь, алюминий., углерод,кобальт, никель, лантан, фосфиды ма игатурам вания из пр тов и желез м соотно ш и компоне едьАлюминий мас7.; 7-11 2-5. Кобальт Никель АРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯ Т СССР)5 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 11-16; 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 ударно- абразивном износе. Эксплуатационная стойкость возраСтает с 706 до 890 - 942 ч, 2 табл. Лантан 8-1Фосфидымарганца 11-16Жепезо ОстальноеДополнительное введение в состав лигатуры кобальта обеспечиВает повы в шение твердости и стабильности структуры чугуна в отливках, коррозионной стойкости и прочностных свойств, что обеспечивает существенное увеличение кавитационно-эрозионной стойкости. При концентрации кобальта до 13 мас.7 твердость, стабильность структуры и кавитационно-эрознонная стойкость недостаточны, а при повышении содержания кобальта более 17 мас,7. снижа 1650750ются ударная вязкость, пластические свойства и эксплуатационная стойкость.Лантан модифицирует структуру по" нижает 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 иизмельчают структуру, повышают твердость и кавитационно-эрозионную стойкость, но при концентрации их более16 мас.% снижается однородность структуры, пластические и эксплуатационныесвойства. При концентрации фосфидов 25марганца менее 11 мас.% твердость икавитационно-эрозионная стойкостьнедостаточны.Углерод и алюминий оказывают графитизирующее влияние, снижают твердость и износостойкость, поэтому ихконцентрация ограничена соответственно пределами 0,02-0,06 и 2-5 мас,%.При таких концентрациях алюминий иуглерод оказывают раскисляющее и модифицирующее влияние, существенно неснижая кавитационно-эрозионную стойкость,В лигатуру дополнительно введенникель в количестве 8-12 мас.% приснижении концентрации меди до-4011 мас,%, что способствует образованию аустенита из зернистого перлита,повышению коррозионной и кавитационно-эрозионной стойкости, Аустенитообразующее влияние никеля начинаетсказываться с концентрации 8%, апри увеличении его содержания более12 мас.% снижается стабильностьструктуры, кавитационно-эрозионнойи эксплуатационной стойкости чугунав отливках.П р и м е р, Опытные плавки лигатур проводят в индукционных печахс тиглями емкостью 150 кг с использованием ферросплавов, стального лома, электролитической меди, полуфабрикатного никеля НПЗ, металлическоголантана ЛаИ, фосфидов марганца ФМ:нРН и кобальта К 2. 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 45 Л после закалки ее с 850 С в воду и отпускаопри 200 С, а испытания на коррозионную усталость - на цилиндрических образцах 7111 на базе 107 циклов при циклическом нагружении.Исследование прочностных свойств проводят на цилиндрических образцах10 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 изобретенияЛигатура для чугуна, содержащая медь, алюминий, углерод и железо, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения кавитационно-эрозионной стойкости, она дополнительно1650750 содержит кобальт, никель, лантан и фосфиды марганца при следующем соотношении компонентов, мас.7:Медь 7-11Алюминий 2-5Углерод 0,02-0,06 13-1 7 8-12 8-1 11-16 ОстальноеТаблица 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 Оф 06 2 3 5 7 9 1,1(фосфор) 0,21 22 ная Таблица 2 Свойства легированного чугуна Лигатура Интенсивность каОтносительная изноЭксплуатациТвердость,НВ онная стойвитационно-зрозионного кость,ч-7 398 0,455 410 0,412 415 0,431 890 942 936 4, 4,94,7 521 535 527 1120 1207 1190 361 . 0,570 9871 3,0 473 706 ная Составитель Л.КарасеваРедактор С,Пекарь Техред Э цаплюк Корректор Н,РевскаяЗаказ 1586 Тираж 389 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Предлагаемая1 2 3 ИзвестПредлагаемая1 2 3 ИзвестПредел прочности при изгибе,МПа ПределкоррозионнойусталостиМПа КобальтНикельЛантанФосфидымарганцаЖелезо состойкостьпри ударноабразивномизносе Осталь 8 ное9 2У11Ю