Немагнитный чугун

)5 С 22 С 37 ПИСАНИЕ ИЗС)БРЕТ И СВИДЕТЕЛЬСТВ АВТ ческйй институтШулев, В.И, Леви и И. 1472292,тво СССР10, 1986,УН мас. :УглеродМарганецВанадий 3,2-3,61,77 - 2,1,15 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) НЕМАГНИТНЫЙ ЧУГ Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке аустенитных не- магнитных чугунов, работающих в условиях коррозионно-абразивного износз.Известен аустенитный чугун. содержащий, мас.ф:Углерод 2,9-3,1 Кремний, 1,5-2,0 Марганец 2,5 - 4,5 Медь 4,0-6,0 Хром , 0;5-0,7 Никель 6,0-8,0 Фосфор до 0,5 Сера до 0,12. Железо ОстальноеИзвестный чугун обладает большим коэффицйентом литейного расширения и низкой корроэионно-абразивной стойкостью.Известен легированный износостойкий чугун следующего химического состава,(57) Изобретение относится к металлургии, Сущность изобретения: немагнитный чугун дополнительно содержит титан, молибден, бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.: углерод 2,3-3,3; кремний 1,1 - 1,8; марганец 9,5 - 17,8; медь 0,8 - 1,5; хром 0,3-9,8; титан 0,3 - 3.5; бор 0,03 - 2,3; молибден 0,02 - 0,7; РЗМ 0,02 - 0,07; азот 0,02 - 0,09; алюминий 0,002-0.01; железо - остальное. Введение Т 1, Мо.,8, М позволяет повысить коррозионно-абразивную и эксплуатационнук) стойкость. 2 табл,Титан 1,15 У) Ниобий1,15 Фосфор 0,01 Сера 0,03-0,1 Железо Остальное Этот чугун имеет недостаточное количество карбидов в структуре и низкую корро- ф эионно-абразивную стойкость,По технической сущности и достигаемо- Со му эффекту наиболее близким к предложен- Сф ному является немагнитный чугун, содержащий, мас,0/,: Углерод 2,8-3,6 Кремний 1,5 - 2,3 Марганец8,0 - 10 Медь 0.8-2,5 Алюминий 0,5-0.8 Хром 0,08 - 0,5 Редкоземельные металлы 0,01 - 0,1Железо ОстальноеТвердость чугуна в литом состоянии 51- 57 НОС, коррозионная стойкость 0,040-0,48 г/м ч и эксплуатационная стойкость 9101788071 31120 смен. Относительная коррозионно-аб- азота более 0;09% приводит к образованиюразивная стойкость составляет 1,54 - 1,8. нитридов и карбонитридов пограницам зеНедостаток - низкая коррозионно-аб- рен и снижению пластических, коррозионразивная стойкость, но-абразивных и эксплуатационныхЦель изобретения - повышение корро свойств,зионно-абразивной и эксплуатационной Хром и молибден являются основнымиСтойкОСти. легирующими компонентами, обеспечиваюПоставленная цельдостигается тем, что щими карбидообразование и упрочнениенемагнитный чугун, содержащий углерод, матрицы, повышение износостойкости икремний, марганец, медь, хром, алюминий, 10 эксплуатационной стойкости. При увеличередкоземк земельные металлы и железо, допол- - нии их концентрации более 9, и, % соотнительно содержит титан, молибден, бор и ветственно снижаются технологическиеазот при следующем соотношении компо- свойства и стабильность эксплуатационнойнентов, мас. уо стойкости. При концентрации хрома до2,3 - 3,3 15 0,3% упрочнение структуры и повышениеКремний 1,1-1,8 эксплуатационной стойкости недостаточны,9,5-17,8 Молибден в количестве до 0,02%, не обеспеМ " " 0,8 - 1,5 чивает карбидообразование и повышениеедьХром. 0,3 - 9,8 эксплуатационных свойств.Титан. 0,3-3,5 20 Алюминий оказывает раскисляющее иБ 0,03-2,3 модифицйрующее влияния, повышает стаорМолибден- 0,02-0,7бильность структуры и повышение износостойкости и эксплуатационных свойств.Редкоземельные0,02-0,7 Модифицирующий эффект при концентраАзот 0,02-0,09 25 ции алюминия до 0,002% недостаточен.Алюминий0,002 - 0,01 Верхний предел содержания алюминияЖелезоОстальное обусловлен его графитизирующим влияниВ качестве технологических примесей ем на структуру и снижением коррозионнопредли едложенный немагнитный чугун может абразивной стойкости и эксплуатационныхсодержать до 0,1 мас,% серы и до 0,1 мас.% 30 свойств,фосфора Верхние пределы концентрации марДополнительное введение титана обус- ганца и кремния повышены в сравнении.словлено его карбидообразующим, упрочня- известнь 1 м чугуном при снижении нижнегоющим и легирующим влиянием на предела по концентрации углерода 2,3%,структуру, повышением микротвердости и 35 что способствует повышению стабильностикоррозионно-абразивной стойкости, Повы- структуры, коррозионно-абразивной стойшение износостойкости и эксплуатацион- кости и эксплуатационных свойств, Привейой стойкости начинает сказываться при денные концентрации технологическихконцентрации титана 0,3%. При увеличении примесей (фосфор и сера) позволяют упросодеркания титана более 3,5% снижаются 40 стить технологию производства чугуна, выоднородность структуры чугуна, техниче- бор шихтовь 1 х материалов и способствуютскйе иэксплуатационные свойства, повышению износостойкости при коррозиРЗМ модифицируют структуру, повыша- онно-абразивном изнашивании,ют фактор формы неметаллических включе- Бор способствует образованию карбиний и эксплуатационные свойства. При 45 довбораибороцементита, повышаеткорроувеличении концентрации РЗМ более 0,07% зион но-абразивную стойкость, Приувеличйвается угар, снижаются характери- концейтрации бора до 0,03% количествостики стабильности структуры, упруго-пла- карбидов и характеристики коррозионное ких и эксплуатационных свойств. При абразивной стойкости недостаточны. ПовыконцентрацииРЗМменее 0,02% модифици шение концентрации бора более, 0рующий эффект и износостойкость вуслови- снижает однородность структуры, эксплуаях коррозионно-абразивного йзнашивания. тационные свойства и повь 1 шает хрупкостьчугуна в литом состоянии.Азот образует нитриды и карбонитриды Изобретейие осуществляется следуюв структуре, повышает ее дисперсность и 55 щим образом.сопротивляемость коррозии и износу. Мик- Плавки немагнитных чугунов проводят вролегирующевр еевлияние азота при концент- индукционных печах. В качестве шихтовыхрации до , /,о 0,02 недостаточно и материалов используют литейные и переер стики коррозионно-абразивной дельные чугуны, феррохром ФХ 650 Н, чугунМ 7. стойкости низкие. Повышение содеркания ный и стальной лом, ферромарганец н 5,1788071 Таблица 1 Соде жание компонентов железо-остальное, мас Чугун К емний Ма гане Угле о Медь Х ом Титан Бо Молиб ен РЗМ Алюминий Азот 1 (из а.)2456 з.о 2,3 2,7 з.з г;1 З,б 2,1 1,1 1,6 1,8 0,8 1,9 9.7 9.5 15,4 17,8 8,1 18,7 г О,8 1,1 1,5 0,6 1,7 о,з о,з 0,9 9,8 О,1 11 0,1.о,ог0,05О,О 7О,О 1 О 1 о,оог0,005О,О 1О,ОО 10,2 о,з 2.7 3,5 01 39 о.оз 0,09 2,З О,О 1 2,7 о.ог О,З 7 0,7 О.О 1 1,1 0,02 0,06 0.09 О,О 1 О,11 Таблица 2 Составитель М.КарпенкоРедактор Техред М.Моргентал Корректор мако Заказ 52 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5 КНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина ферробор ФБ 13, медь МЗ (ГОСТ 359-78), лигатуру ФСЗОРЗМ 20, ферротитан ФТи 30 (ГОСТ 4761-80) и другие ферросплавы, Температура перегрева чугуна в индукционной печи 1470 - 1480 С. Температура разливки чугуна в жидкостекольные литейные формы 1380 - 1410 С,В табл,1 приведены химические составы немагнитных чугунов,В табл,2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов опытных плавок,Предел прочности при растяжении определяют в соответствии с ГОСТ 1497-84, Относительную износостойкость в условиях коррозионно-абразивного изнашивания определяют как отношение потери массы испытываемых образцов известного состава и предложенных чугунов, Образцы испытывают при вращении в неподвижной чаше, наполненной смесью кварцита и оборотной воды (рН 8), взятых в соотношении 2:1 в течение 2 ч при скорости вращения 5,5 м/с.Как видно из табл,2, твердость, коэффициент коррозионно-абразивной стойкости и эксплуатационные свойства предложенного немагнитного чугуна выше, чем у известного. Формула изобретения 5 Немагнитный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, хром, редкоземельные металлы, алюминий и железо, о т л и ч а ю щ и й с я .тем, что, с целью повышения коррозионно-абразив ной и эксплуатационной стойкости, он дополнительно содержит титан, молибден, бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас. :Угле род 2,3-3,3 15 . Кремний 1,1 - 1,8Марганец 9,5 - 17,8 Медь 0,8- 1,5 Хром 0,3-9,8 Титан 0,3-3,5 20 Бор 0,03 - 2.3Молибден, 0,02 - 0,7Редкоземельныеметаллы 0,02 - 0,07Азот 0,02 - 0,09 25 Алюминий 0,002 - 0,01Железо Остальное