Чугун

,5) 4 С 22 С 37/О ИЗОБРЕТЕНИЯ ОП ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 1036786, кл, С 22 С 37/06, 1982,Авторское свидетельство СССРВ 1104180, кл. С 22 С 37/00, 1985.)при производстве отливок, работающихв условиях высоких температур н газовой атмосфере. Цель изобретения - повышение окалиностойкости и ростоустойчивости при нагреве до 700 о950 С и длительной выдержке. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мыс,Е: С 3,2-3,6;8 2,3-3,0 Мп 0,1-0,4 Мо О,1-0,35; БЬ 0,05-0,1; 1 1-2,0 Са 0,001" 0,02; А 1 0,5-0,9; НГ 0,06-0,38 и Ге остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна А 1 и НЕ обеспечит повышение окалиностойкости в 1,5-3,8 раза и ростоустойчивости в 1,4-4,2 раза2 табл,Изсоретение относится к металлурГР 1 и Б чястногти к рьзрстбот 1;с состя ВОВ чугуна Дл 1 ОтливокрабОтакпцих в условпях длительного нагрева дтоОтемператур 950 С н газовой атмосфере,Цель изобретения - улутппение окалиностойкости и рос 10 устойч 1 ности0 при нагреве цо темератттр 700-950 С и длительной вьпержке. 10Выбор граничтьос пределов содер 1 Я.- ния компонентов Б угуне предлагаемого состава обусловлен стедующим.Содержание углерод и кремния выбирают, исходя из требования необходимой графитизации сплава, Нижние пределы по углероду (3,2 мас,%) и кремнпо (2,3 мас.7.) установлены для исключения отбела в отливках. Увеличегие концентрации углерода (до 20 3,6 мяс.%) и кремния (до 3,0 мас.%) способствует кристаллизации расплава по стабильной диаграмме без структурно-свободных карбидов, Повышение кремния (свыше 3,0 мас,%) снижает 25 пластичность чугуна вследствие легирования последним Феррита, что при эксплуатации отливок Б условиях ударньх нагрузок (например, колосниковые решетки) ведет к их полоске,Добавка углерода свыше 3,6 мас.% привоцит к Флотации графита и созданию рыхлот внутри отливок, которые инициируют окисление месалла.Соединения молибдена модссЬициру 35 ют окисную пленку ня поверхности чугуна, упрочняя ее. В процессе пассивации соединения молибдена внецряются в пассивную гленку и адсорбирусотся на стенках кОррОзиОпных язв, тормОзя и: рост, Нижний предел содержания молибдену (0,1 мяс,%) ие оказывает существенного нт 1 яния на скорость газовой коррекции, Добавка молтбденя сньппе 0,35 мас.% приводит к образовантпо карбидов и обьединени 10 маттитп пос.гседним, что отрицательно сказывается на процессе упрочнения окисной пленки.ГсалтЧИЕ НИКРТя В Пре,"тЕтаХ 1 0 - 2,0 мас.7, совместно с мяргянпемо50 (0,1-0,ст мяс.l) и .О.".бденом оз;оЛЯСТ ОЛУЧТЬ ТБЕОттИЙ О=СТВОт Ь -сфазь с Относи 1 ельно неболь 1 пп колзгсе - ством мелких Дисперсных ка 1 биДОБ сложного состана, расположенных внут 5 ри эвтектических зерен. которые при длитеьной выжержсс В интервале т:иператур 650-950 С трастг:т -.1 отся Б матрице 11 дополнитетьно .: ируи. ес,Оптимаытое соотношение марганцаи пгкеля в сплаве составляет ст; 11:3,5.1 т.аьц 1, обладая большим средством к сере, кислороду, водороду,азоту и Фосфору препятствует взаИМОДЕйСТБтО аОМтНЯ С ДаивтнИ ЭЛЕментами и образованию пеметаллических Бклочений на г; анишах зерен призатвердевании сплава. Добавка кальция в количестве 0,001-0,02 мас.7.достаточна для существенного снижения концвнтрации сульфидов,оксидов,гидратон и нитридов в твердом растворе к, -Фазы,Ввод кальция боле 0,02 мас.%помически нецелесообразен.Алюмний уменьшает образонаниецементита в структуре сплава. 1(онцентряция алюминия менее 0,5 мя.с.% неОбЕСПЕтИВЯЕТ ПОВЫШЕНИЯ ОКаЛИНОСТОйкости и ростоустойчиности сплава. Придобавке алюминия более 0,9 мас.%несмотря на повышение окалиностойкости вследствие пассинации поверхностичугуна тугоплавким соединением А 1 0,наблюдается снижение ростоустойчивосПри введении в состав чугуна гафния происходит глубокое рафинирование сплава и повышение скалиностойкости, Образцы сплава, не содержащего гафий, показали бо,тее значительную потерю веса вследствие окисления по сравнению с гафнийсодержащим сплавом. НЯ поверхности чугуна, содержащего агпоминий и гафний, Формируется при высоких температурах окалина сод ржащая ЛпОи РгОт. С повышением температуры окисленные включения РГОп приоб 1 етяот более Отчетливу 0 ко 1 фигурацпо прожилок, прорастаощих в металлическую основу сплава, образуя прочну 0 мОНОтит 1:10 защит ную пленку на его поверхности. Нижний предел содержания гяфния в чугуне (0,06 мас.%) установлен образованием Грочной окисной пленки. С повышением содержания гафния до ,38 мас,% ацгезия окалинп на сла- ВЕ ПОВЬППаЕтСЯ БСЛЕДСтт.иа УБЕтИтЕП 1;1 количества оксида гафния, прорастающего в матрицу сплава. Уве.:ичение добавки Га 1 ьи 1 (свтпе 0,38 мяс.%) дает дальнейшего повышения осалиностойкости чуГуня,П р и м е р. Для получения чугунон ВЫГтЛЯНЛЯОТ ТР 1 СОСТЯВЯ ЧУГУ 1 Я НЯ т 1 НЖ139148 Таблица 1 Содержание колпонентов ,лас.% держания компонентов С БМп М о Бд ЫСа 1 Ад 1 НКРе Уровень соЧугун 3,2 1,8 0,023 0,25 0,081,5 0,011 -- Осталь.ное Известный Средний Предлагаемый 1 Нижний 3,2 23 0,1 0,1 0,05 1,О 0,001 0,5 0,06 .3,4 2. 65 О, 25 О, 23 О, 07 1, 5 О, О О, 7 О, 22 36 30 04 035 О 20 002 09 038 2 Средний 3 Верхний нем, среднеи и верхнем уроця., содержания компонентов и известный сплав при средцем содержацли компонентов,Хмически состав известного и предлагаемого составов чугуна приведены в табл.1.Плавки проводят В еидукТоццойпечи с кварцитовой Футеровкой,1 ОВ качестве шихтовых материалов ис(99,6% БЬ) алюминий, силикокальций (33,5% Са),20Гафний вводят в печь за 8-10 мин до окончания плавки в виде Феррогафния (21% НГ) с последующим выпуском металла в ковш и разливкой чугуна. Температура разливки 1320-360 С, 25 Заливают пробы, из которых выреза-" ют образцы для испытаний окалиностойкости и ростоустойчивости чугуеа а также металлографического анализа,ЗООкалинообразование определяют весовым методом на образцах К 25 при 700 и 950 С в течение 500 и 1000 ч в газовой среде. В качестве нагревательного агрегата используют проходкамерную печь Ооразцы которой подвецивают на проволоке.В табл.2 приведены показатели окалццостойкости и ростоустойчивости при 700 и 950 С. Время Спьтанц 50 и 1000 ч для каждой температуры,Как следует из табл,2, долопительцый ввод в состав чугуна А и НГ обесцепвает повышеше о: 1,5-3,8 раза окалиностойкостц и н 1,4-42 раза ростоустойчвост. Формула изобретения ЧуГун, содержащий углерод, кремний, марганец, мслибдец, сурьму, никель, кальций и железо, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения окалиностойкости и ростоустойчивости при нагреве до 7000950 С при длительной выдержке, он дополнительно содержит алюминий и гафний при следующел соотношении ком понентов, мас.%:Углерод 3,2-3,6 Кремнии 2,3-3,0 Марганец О, - 0,4 Молибден 0,1-0,35 Сурьма 0,05-0,1 Никель 1,0-2,0 Кальций 0,001-0,02 Ллюмлний О, 5-0,9 Гафний 0,06-0,38 Железо ОстальноеЗаказ 6042/26 Тираж 595 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 0,068 0,34 0,065 0,26 0,064 0,24 0,3 0,6 0,24 0,38 0,20 0,32 0,065 0,07 0,04 0,045 0,04 0,06 0,075 0,09 0,06 0.07 0,07 0,08