Чугун

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ц 511 С 22 С 37/10 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ кальций и азот при следующем соотно.шенин компонентов, мас.тУглерод 2,7-3,6 1,0-2,2 КремнийМарганец 0,6-1,2 Медь Хром Редкоземельные металлы 0,02-0,07 0,03-0,20 0,02-0,07 Азо Остально елезоГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1(21) 3542344/22-02(71) Могилевское отделение физикотехнического института АН БССР(56) 1. Авторское свидетельство СССР9 831851, кл. С 22 С 37/10, 1981,2. Авторское свидетельство СССРпо заявке В 3493483/02,кл. С 22 С 37/10, 1982.(54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод,кремний, марганец, медь, хром, титан,ванадий, алюминий, молибден, ниобий,редкоземельные металлы и железо,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения износостойкости вгазоабразивных потоках и улучшениятермической стойкости при нагреве до1300 К, он дополнительно содержит ТитанВанадийАлкя 4 инийМолибденНиобий 0,3-1, 3 0,2-1,2 0,2-1,1 О, 1-0,5 0,03-0,3 0,12-0,9 0,01-0,05Цель изобретения - повышение нзносостойкости в газоабразивных потоках и улучшение термической стойкости при нагреве до 1300 К.Указанная цель достигается .тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, хром, титан, ,ванадий, алюминий, молибден, ниобий, редкоземельные металлы и железо, он дополнительно содержит кальций и азот при следующем соотношении компонентов, вес.%: 2,6-3,6 1,0-2,0 0,5-1,0 0,6-1,4 0,2-1,0 УглеродКремнийМарганецМедь 10 Хром О, 15-0,4 15О, 10-0,25 ТитанВанадийАлюминий 0,10 -0,30 0,03-0,30 0,02-0,15 Остальное Кальций Редкоземельныеметаллы Железо Редкоземельныеметаллы 0,02-0,07 0,03-0,20 0,02-0,07 Остальное КальцийАзотЖелезо 3,0-3,6 2,0-2,6 0,5-0,9 0,5-2,5 УглеродКремнийМарганец При этом вместо ниобия чугун содержит бор в количестве 0,01-0,05 вес.%.Дополнительное ведение кальция в количестве 0,03-0,2 вес.% обеспечивает улучшение металлургического качества чугуна в отливках, очищает гра ницы зерен от неметаллических включенВ, измельчает графитные включения и повышает износостойкость в гаэоабразйвных потоках. При содержании кальция до 0,03 вес.% влияние на улучшение металлургического качества чугуна недостаточное, а при увеличении концентрации кальция более 0,2 вес.% снижается термическая стойкость и износостойкость в коррозионных средах. Дополнительное введение 0,02-0,07 вес.% азота повышает термическую стойкость чугуна. При этом титан, ниобий, редкоземельные металлы, алюминий и другие химические активные элементы связываются в карбонитриды и нитриды с высокой термической стойкостью. При концентрации азота более Медь О, 1-0, 15 40 Хром 0,035-0,150,07-0,3 0,01-0, 3 О, 15-2,5 0,05-0,35 0,03-0,5500,01-0,05 0,05-0,3Остальное 1 1082Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна с повышенной термической стойкостью.Известен чугун Я , содержащий, 5 вес.%: Недостатком данного чугуна явля ется низкая термическая стойкость при нагреве до 1000-1300 К. Кроме того, он характеризуется недостаточной износостойкостью в газоабразивных потоках с повышенными температурами.Наиболее близким к предлагаемому является чугун 2, содержащий, вес.%: ТитанВанадийАлюминийНикельМолибденНиобийИттрийфосфорЖелезо Однако известный чугун характеризуется недостаточной износьстойкостьюи термостойкостью при нагреве до1300 К. УглеродКремнийМарганецМедьХромТитанВанадийАлюминийМолибденНиобий 2,7-3,6 1,0-2,2 0,6-1,2 0,3-1,3 0,2-1,2 0,2-1, 1 О, 1-0,5 0,03-0,3 0,12-0,9 0,01-0,05Бор Азот 0,02 0,05 0,07 0,02 0,05 0,07 0,05 РЗМ 3 1082 0,07 вес.Х снижается стрела прогиба, при.концентрации азота менее 0,02 вес.й термическая стойкость при нагреве чугуна до 1300 К - низ" кая. Нижний предел концентрации азота (0,02 вес.й) может быть использован при содержании нитрндообразующих компонентов на нижнем уровне, а концентрация азота 0,07 вес.й - при содержании нитридообразующих компонен О тов на верхнем уровне в износостой-. ком чугуне.В предлагаемом чугуне вместо ниобия может содержаться бор и количест ве. 0,01-0,05 вес.Х. Совместное вве дение РЗМ и кальция обеспечиваетобразование компактного и шаровидного графита и повышение износостойкости в газоабразивных средах. При этом отмечается измельчение структуры чу". 20 гуна в отливках и повышение износостойкости в коррозионных средах.Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до 150-650 С, в печь при наличии "болота", выплавку железо" углеродистого расплава в чугуноплавильном агрегате, перегрев распла. ва на 120-180 К выше температуры плавления, рафинирование, легирование, выпуск металла в ковш, раскис- ление, введение цианамида кальция и азотированных ферросплавов на слой шлака, модифицирование и разливку металла в литейные формы, Разливку металла в металлические формы произ. водят при 1620-1650 К.Химический состав известного и предлагаемого чугуна приведены в табл. 1, в табл. 2 - их свойства. Предлагаемый 1 1 11 4 5 6 7 8 3,6 2,7 3,03 3,6 3,1 0,6 1,2 0,9 0,6 0,8 0,3 0,003 0,22 0,3 0,2 0,2 0,03 0,12 0,2 0,1.Пр едлагаюмый Известный 1 2 3 4 5 6 7 8 Железо Остальное Осталь" Осталь- Остапь- Осталь- Ос- Ос- Ос-ное ное ное ное таль- таль- тальное ное ное 0,04 Иттрий 0,2Фосфор Таблица 2 Свойства износостойких чугунов 2 3 4 5 Показатели 1 678 предел прочности прирастяжении, МПа 287 337 359 365 332 355 362 368 Величина стрелы прогиба,5 ф 4 бфэ бв 7 бю 9 бв 1 6,56,7 6,5 Термическая стойкость принагреве до 1300 К,циклы 608 865 972 1220 862 964 1180 980 Средний износ в газоабразивных потоках,мг/м 2 ч 70 62 54 38 58 50 Зб 35 Относительная износостойкость в корроэионных средах, 3 112 120 136 158 121 138 156 144 фНШДЯ Заказ 1683/26 Тираж 603 до Филиал ШШ "Патеит 11, г, Уагород,.ул.Проектам, 4 Как видно из таблицы износостойкость, термическая стойкость у предлагаемого чушуна выше, чем у известного. Применение предлагаемого чугунапозволяет расширить номенклатуру тонкостенных трубных заготовок, изготавливаемых в металлические формы ,методами непрерывного литья и эксплуатирующнхся в газоабразивных потоках с высокими температурами. Зкономический эффект от внедрения изобретения составляет 540 тыс. руб.