Коррозионно-износостойкий чугун

(71) Заявитель ЗНОСОСТОЙ 54) КОРРЮИО У У ости при из 2 40 инелю 1-3 орроэи вор с,0 6 ,0 5 5 3,0 4,0 2,0 1,8 УглеродМарганецКремнийМедьАлюминий, ЖелезоЭтот чугун имеетческие свойства приПредел прочностиа.яюкении, кгс/мм 2,8-3 в 2 1,3-2,0 0,9-1,2 0,2-0,7 0,7-1,6 6 0,4-0Осталследующи0 С: ноее механ ас 18 02 05 0,2-0,7 Изобретение относится к изысканию новых материалов, предназначенных для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного корроэионного изнашивания и может найти применение для деталей химической и нефтянойпромыш 5 лвнности (цилиндры, патрубки, поршни игильзы компрессоров), а также для дегалей тракторов и сельскохозяйственных . машин (выхлопные коллекторы, направля- ющие втулки клапанов и др,).Известен коррозионно-износостойкий чугун следующего химического состава, вес,%: Предел прочнгибе, кгс/ммТвердость пкгс/ммСкорость кв 5%-ном раг/м ЧНедостаткамся низкая обрабобъемная и линсклонность к обких сечениях отНаиболее блтехнической сузультату являеткий чугун слева, вес.%:УглеродКремнийМарганецХромНикельМедьМолибден 4-10 1,и данного чугуна являютатываемость, повышеннаяейная усадка, а такжеразованию отбела в тонливки,изким к изобретению пощности и достигаемому реся корроэионно-износостойдующего химического соста30 35 40 50 3фосфор Йо 0,15Сера Йо 0,12Железо ОстальноеЧугун ,имеет следующие механическиесвойства, определенные на образцах безтермической обработки при 20 С:Предел прочности приизгибе, кгс/ммЯБолее 70Стрела прогиба, мм Волее 4,2Предел прочности прирастяжении, кгс/мм Более 30Твердость, нв Не более 286, Коррозионная стойкость чугуна оценивается пятым баллом по ГОСТ13819-68 при испытаниях в щелочныхи газовых средах (продукты сгораниятоплива) 2 .Однако у него недостаточно высокаякоррозионная стойкость при повышенномизнашивании деталей и повышенная склонность к отбелу в тонких сечениях отливки.Цель изобретения - повышение корроэионностойкости в условиях изнашивания и снижения отбела.Поставленная цель достигается тем,что в коррозионно-иэносостойкий чугунвводится титан, редкоэемЬльные металлы и алюминий при следующем содержаниикомпонентов, вес,%;Углерод . 3,0-4,0Кремний 1,о г,оМарганец 0,5-1,0Медь 0,2-0,5Хром0,5-10Титан О, 25-2,0: металлы . 0,03-0,20Железо ОстальноеВведение в состав чугуна титана позволяет повысить корроэионную стойкостьдетадей, а совместный ввод алюминия ититана - их износостойкость,Микролегирование редкоземельнымиметаллами устраняет образование в структуре чугуна отбепа и переохлажденныхформ графита и измельчает карбиды титана.Замена дефицитного и дорогостоящегомолибдена на титан, алюминий и редкоземельные металлы позволяет повыситьвыход годных отливок, а также устранитьнеобходимость их последующей термической обработки.При наличии в чугуне менее 1,0% алю.миния в структуре не обеспечивается повышенная коррозионная износостойкость 4чугуна. При содержании в чугуне более2,0% алюминия увеличивается брак отливок по плене.Содержание менее 0,25% титана отрицательно влияет на коррозионную стойкость чугуна, При содержании более2,0% титана резко ухудшаются литейныесвойства чугуна (жидкотекучесть и склонность к отбелу).Наиболее оптимальным является соотношение между алюминием и титаном1;1-4:1,При содержании редкоземельных металлов (РЗМ) менее 0,03% в структуре чугуна не образуется достаточного количества дополнительных центров кристаллизации, положительно влияющие на склонность чугуна к отбелу и на измельчениеего структурных составляющих, При наличии РЗМ в чугуне более 0,2% увеличивается склонность чугуна к отбелу итехнически затрудняется способ их вводав расплав.Количества кремния, углерода, марганца, меди, хрома и никеля выбраны,исходя из опыта получения коррозионноЬойких чугунов. П р и м е р. Плавка чугуна проводит-ся в вагранке холодного дутья производительностью 10 т/ч. Алюминий и титанвводят в ковш перед заливкой в него чу-гуна, а лигатуру, содержащую РЗМ(фСМИ), на желоб вагранки.С целью повышения температуръь заливки чугуна и процента усвоения легирующих добавок (титана и хрома) расплавпредварительно обрабатывают в разливочном ковше экзотермическими смесями,содержащими,%: железную окалину 70,алюминиевый порошок ПАи плавиковый шпат 16, Разливка чугуна проводитсяв сухие формы из стержневой смеси.Одновременно в этих же условиях проводят три контрольные плавки чугуна известного состава,Из обоих типов чугуна (титано-алюминиевого и молибденового) изготавливаютобразцы и тонкостенные отливки, к которым предъявляются повышенные требования по структуре и коррозионной стойкости в условиях повьдденного износа.Химический состав образцов из предлагаемого чугуна представлен в.табл, 1.В табл. 2 представлены данные о механических свойствах образцов из известного и предлагаемого чугуна.Испытания чугунных образцов на коррозионную стойкость проводятся в каме5 823448 6 ре искусственного климата (концентрация 4, машине модели СМЦ, Отдел определяН,504 2,75 г/л; концентрация сернистого ют по клину. ангидрида в растворе 1,83 г/л: температура 25 С, влажность 10 ОЖ),оИспытания на износостойкость в усло,виях ксррозионной среды проводятся на Все отливки, изготовленные из титаноалюминиевого чугуна, не имеют отбела ихорошо обрабатываются.Ъ Таблица 1 Химический состав,% Обраэец, Мугле- крем- марга- медь хром ни- итак алюмирод ний нец кель ний РЗМ железо 1,00" 0,11 ОСТ 3,00 1,49 1,00 0,20 1,00 1,36 3,70 1,00 0,82 0,38 0,50 1,58 0,250,86. 1,38 0,03 ОСТ 0,20 ОСТ 3,52 2,00 0,52 3117 2 фОО Оф 50 0,50 0,78 1,84 0,49 О 87 2,60 0,78 0,05 ОСТ 0,06 ОСТ 2,00 . 2,00 4,00 1,10 Оф 73 Оф 28 Ою 63 1 еОО 1,10 Таблица 2т бв,кгс/мм Среднийизнос ммИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидете. ство СССРфилиал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Коррозионно-износостойкий чугун, со держащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь и железо, о г л ич а ю. щ и й с я тем, что, с целью повышения корроэионной стойкости в условиях изнашивания и снижения отбела, он до- я псанительно содержит титан, редкоземельные металлы и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%:Углерод 3-4Кремний 1-2 иМарганец 0,05-1,0:ВНИИПО Заказ 2 Р 09/34 ХромНикельМедьТитанРедкоземельныеметаллыАлюминийЖелезо