Чугун

(57) ЧУГУН, с ний, марганец 0 ащий углерод ннй, кальций альное елезо ННЫЙ НОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(71) Всесоюзный орденКрасного Знамени научтельский и конструкточеский институт трубиности) 1. Авторское свидетельство СС90858, кл. С 22 С 37/02, 1981.2Авторское свидетельство СССР42367, кл. С 22 С 37/ 10. 801154363 А медь, алюминий, редкоземельные металлы и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения прочности и износостойкости в условиях повышенных температур, он дополнительно содержит бор и титан при следующем соотношении компонентов, . мас.7УглеродКремнийМарганецМагнийКальцийАлюминииМедь, талла образуется повышениое количество мелкодисперсного перлита и карбидов титана, измельчается зерно,что повышает механические свойствачугуна, его термостойкость и стойкость к коррозии. Оба вновь введенных элемента повышают в условиях износа термическую стойкость металла,что объясняется образованием однород ной структуры без междентритного графита. 45 50 55 Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающихв условиях износа при повышенныхтемпературах,Известен чугун Я , содержащий,мас.7.:Углерод 3,2 - 3,9Кремний 1,5 - 3,0Марганец 0,2 - 0,7Магний 0,01 - 0,06Барий 0,02 - 0,20РедкоземельныеметаллыКальцийЖелезо Указанный чугун имеет невысокую прочность и износостойкость.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо. му результату является чугун, содержащий, мас.7:Углерод 3,2 - 3,8Кремний 1,6 - 2,6Марганец 0,1 - 0,5Магний 0,02 - 0,05Кальций 0,01 - 0,05Медь 0,02 - 0,1Алюминий 0,05 - . 0,15РедкоземельныеметаллыЖелезо Этот чугун характеризуется пониженной склонностью к отбеливанию 2.Недостатками известного чугуна являются низкая стойкость к износу в условиях повышенных температур, а также невысокие прочностные механические свойства. Цель изобретения - повышение прочности н износостойкости в условиях повышенных температур.Укаэаннаяцель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, кальций, медь, алюминий, редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит бор и титан при следующем соотношении компонентов, мас.Е:Углерод 3,2 - 3,8Кремний 1,6 - 2,6Марганец 0,3 - 1,0Магний 0)02 - 0,05Кальций 0,01 - 0,05Алюминий 0,05 - О, 15 Медь 0,02 - О, 1 10 15 20 25 При вводе бора в чугун, особенно кристаллизующийся с высокой скоростью, взамен расположенных по границам зерен металла крупных включений фосфидной эвтектики образуется равномерно распределенная по всему сечению металла мелкая фосфидная эвтектика. Кроме того, введенный в чугун бор соединяется с находящимся в жидком металле азотом, образуя нитриды бора, имеющие кристаллографнческое и ориентационное соответствие с кристаллами растущего графита. В результате в чугуне образуется большое количество дополнительных центров кристаллизации, что способствует графитиэации металла и уменьшает его склонность к отбеливанию. В то же время избыток бора сверх стехиометрического соотношения приводит к образованию карбидов бора, повышающих износостойкость металла. При .вводе титана в структуре меЧугун выплавляют н вагранке.Шихта состоит иэ литейного чугуна ЛК 2, передельного чугуна М 1 и силикокальция, варьированием соотношений которых обеспечивают необходимые содержания компонентов. Остальные компоненты вводят непосредственно в разливочный ковш редкоземельные металлы, медь и алюминий в виде сплава с кремнием, бор и титан в виде ферросплавов ферробора и ферротитана, магний в виде чушек с помощью колокольчика на специальной установке, Для. компенсации тепловых потерь металла при вводе твердых добавок в разливочный ковш ваграночный чугун перегревают (несколько увеличив расход кок54363 4прочности труб (Р) при комнатныхтемпературах.В таблице представлены исследованные составы чугунов и результатыпроведенных экспериментов с известным и предлагаемым чугунами.Как видно из таблицы, предлагаемый чугун (составы 5 - 7) имеетболее высокие прочностные механичес О кие свойства, а главное износостойкость по сравнению с известным (составы 1 - 3). Кроме того, отклоненияот предлагаемых оптимальных пределовпо содержанию элементов в чугуне в 15 меньшую (состав 4) или большую (состав 5) сторону приводят к снижениюизносостойкости и механическихсвойств металла. Чугун звестныи 3,20 1,60 0,10 3,50 2,10 0,30,07 О 12 са) для обеспечения температуры чугуна на желобе вагранки 1380-1410 С.Исследованные составы чугунов применяют при литье труб диаметром 200 мм центробежным способом в водоохлаждаемые металлоформы и при отливке технологических проб для определения механических свойств и стойкости к износу. Износостойкость определяют на цилиндрических образцах диаметром 10 мм и длиной 50 мм, при сухом трении скольжения, нагретого до температуры 100 С образца по вращающемуся абразивному кругу на стан-. дартной машине МИМ, Для характеристики прочности чугуна образцы испытывают на разрыв, на твердость (НВ), а также определяют модуль кольцевой 1Химический состав, мас.т 035 0,03 0,035 О,О1154363 Продолжение таблицы 1 ВМеханические свойства Химический состав,мас. 7 Износ, г/мин Твер- Модуль дость кольце- НВ вой Чугун Т 1 В Известнвй.1 0,35 Ос таль ноеТо же 307 0,22 О, 17 395 384 0,008 0,03 0,05 0,01 402 211 1170 0,036 429 0,075 0,08 440 398 Составитель Н, Косторной Техред Т.Маточка Редактор Н. Гунько Корректор Г. Реаетник Подписное Заказ 2638/26 Тираж 583ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 Предлагаемый4 0,10 0,.150,12 0,17 . Пределпрочносности,вМПа прочностиК МПа 224 860 205 1080 233 690 232 860 0,068 225 , 940 0,061 228 1260 0,029 239 830 0,027