со with
Од Од Изобретение относитс к обла металлургии, в частности к разр ботке составов чугуна дл отлив работающих в услови х трени с зивной и коррозионной средой. Известен ,чугун Cl, содержащ мае. %: Углерод 0,9-1,3 Кремний 1,5-2,0 Марганец 0,3-0,8 Хром14-16 Алюминий 0,1-2,5 РЗМ0,01-0,30 Медь 1-2 Фосфор 0,01-0,6 СераДо Р,04 Железо Остальное Известный чугун имеет недост ные коррозионную и коррозионноразивную стойкость. Наиболее близким к предложен вл етс чугун L23 следующего с ва, мас.%: Углерод 3,2-3,8 . Кремний 1,5-2,6 Марганец 0,3-0,7 Никель0,1-0,5 Медь 0.1-0,5 Хром0,1-0,3 Алюминий 0,1-0,5 Кальций 0,01-0,10 Ванадий 0,05-0,20 Азот0,006-0,025 Железо Остальное Однако известный чугун облад недостаточной коррозионной и ко зионно-абразивной стойкостью. Цель изобретени - повышение коррозионной и коррозионно-абра ной стойкости чугуна. Указанна цель достигаетс т что чугун, содержащий углерод, ний, марганец, никель, медь, хр алюминий, кальций и железо, сод компоненты в следующем соотнош мас.%. . Углерод 2,0-3,5 Кремний 0,5-1,2 М.фганец6-12 Нлкель6-8 Медь2-8 Хром0,1-2,0 Алюминий 0,5-2,0 Кальций 0,05-0,10 Железо Остальное Пределы никел выбраны, исх из его экономичного содержани сплаве и получени высокой кор онной и коррозионно-збразивной кости чугуна. Уменьшение содержани никел ниже нижнего предела ведет к резкому ухудшению коррозионной стойкости и увеличению коррозионноабразивного износа. Повышение никел выше верхнего предела несколько уменьшает потери веса при коррозиции , однако увеличивает коррозионно-абразивный износ. Преданы содержани марганца выбраны, исход из сохранени в сплаве устойчивой аустенитной структуры , при минимальном содержании в сплаве никел к повышени за счет его содержани коррозионно-абразивной стойкости чугуна. Уменьшение содержани марганца ниже нижнего предела не позвол ет получить устойчивую аустенитную структуру,при минимальном содержании в сплаве никел увеличение содерлсани марганца выше верхнего предела приводит, к увеличению количества карбидов в сплаве, увеличению твердости и ухудшению 1«1еханической обработки чугуна. Медь относитс к элементам, корорые расшир ют аустенитную область, снижают температуру мартенситного превращени , способствуют переохлаждению аустенита и оказывают значительное вли ние на коррозионную стойкость чугуна. Нижний предел содержани меди выбран из условий получени сплава с устойчивой аустенитной структурой и высокой коррозионной стойкостью. Верхний предел содержани меди выбран из условий ее максимальной растворимости в чугуне , получени стабильной устойчивой аустенитной структуры и высокой коррозионной стойкости сплава. Увеличение содержани меди выше верхнего предела способствует ее выделению в сплаве в свободном состо нии . Кремний и алюминий ухудшают коррозионную стойкость чугуна в серной кислоте. Однако действие алюмини на ухудшение коррозионной стойкости чугуна в 1,4-1,5 раза слабее кремни . Следовательно, с точки зрени увеличени коррозионной стойкости сплава замена кремни алюминием вл етс выгодной. Однако с уменьшением в сплаве кремни возрастает твердость чугуна, увеличиваетс количество карбидов, ухудшаетс механическа обработка. При вводе в чугун совместно кальци и алюмини обеспечиваетс необходима графитизацн чугуна, уменьшаетс количест во карбидов, уменьшаетс твердость чугуна и улучшаетс его механическа обработка. Кром того, ввод кал ци в чугун способствует получению графита более компактной формы, что увеличивает коррозионную и коррозионно-абразивную стойкость чугуна и повышает его механические свойства. В предложенном чугуне в сравнении с прототипом уменьшено содержание кремни с 1,5-2,6% до 0,5-1,2% что позвол ет увеличить его коррози онную и коррозионно-абразивную стой кость, увеличен верхний предел алюм . ни до 2,0%, что необходимо дл подавлени карбидообразовани в чугуне при нахождении марганца на верхнем пределе. Содержание.хрома в предложенном чугуне находитс в пределах 0,12 ,0%. Увеличение верхнего предела хрома до 2,0% позвол ет повысить .коррозионно-абразивную стойкость чугуна за счет получени износостой ких и коррозионно-стойких карбидов. Увеличение хрома более 2,0% при: .водит к повьппению твердости и ухудшению обрабатьшаемости резанием, особенно когда хром в сочетании с марганцем наход тс на верхнем пределе . В предложенном чугуне содержание таких примесей, как сера и фосфор не должно превьш1ать 0,1-0,4%. Плавку предлагаемого чугуна можн производить в вагранке, электродуговой и индукционной печи. При плавке используютс обычные шихтовы материалы, примен емые при производ стве отливок из никель-марганцевых чугуноЬ типа нирезист, номаг и обычным серых чугунов (литейные, передельные чугуны, никель, медь, алюминий, FeJto., SiCa, FeCr. При плавке чугуна в электродуговой и индукционной печах рекомендуетс вв дить ферромарганец и медь после расплава металла за 15 мин до его выпуска. Это позвол ет уменьшить угар меди и марганца до 0-5%. Алюминий необходимо вводить в ковш перед выпуском металла, а при содержании его в сплаве более 1 % можно вводить . часть алюмини в печь вместе с ферромарганцем и медью. Силикокальций в кусках вводитс в печь совместно со всеми шихтовыми материалами, однако в виде порошка его можно вводить и в ковш перед вьтуском металла. Заливку металла рекомендуетс производить при 1380-1390. Перед заливкой дл уменьшени неравномерного распределени меди в отливках металл рекомендуетс тщательно перемешивать Жидкотекучесть чугуна по спиральной пробе составл ет 600-900 мм. Дл получени предложенного чугуна были изготовлены четьфе ч:меси ингредиентов в пределах предлагаемого химического состава и две смеси, включающие запредельные значени химического состава чугуна. Химический состав выплавленных чугунов представлен в табл. 1, а результаты коррозионных и коррозионно-абразив- ных испытаний - в табл. 2. Испытани на коррозионную стойкость проводили весовым способом в 5%-ном водном-растворе в течение 140 ч при температуре электролита (293К), а испытание на коррозионно-абразивную стойкость проводили в смеси кварцита и 5%-ного водного раствора H2S04, при соотношении твердого к жидкости 2:1. Испытани проводили в установке типа Штауфера при линейной скорости движени образцов, равной5,5 м/с. Относительную износостойкость опре- . дел ли, как отношение потери веса образцом прототипа к: отношению потери веса испытуемых образцов. Результаты сравнительных испыта-- НИИ показали, что по сравнению с базовым объектом (прототипом) предложенный чугун более чем в 20 раз превышает его по коррозионной стойкости и в 1,54-2,23 раза по коррозионно-абразивному износу. Экономический эффект достигаетс за счет увеличени срока службы деталей (кислотных насосов) из чугуна предложенного состава.Od The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the development of cast iron compounds for pouring workers working under conditions of friction with a corrosive and corrosive environment. Known cast iron Cl containing May. %: Carbon 0.9-1.3 Silicon 1.5-2.0 Manganese 0.3-0.8 Chromium14-16 Aluminum 0.1-2.5 RZM0.01-0.30 Copper 1-2 Phosphorus 0 , 01-0.6 SeraDo R, 04 Iron Else The well-known cast iron has insufficient corrosion and corrosion resistance. Closest to the proposed is cast iron L23 with the following VA, wt.%: Carbon 3.2-3.8. Silicon 1,5-2,6 Manganese 0.3-0.7 Nickel0.1-0.5 Copper 0.1-0.5 Chromium 0.1-0.3 Aluminum 0.1-0.5 Calcium 0.01-0 , 10 Vanadium 0.05-0.20 Nitrogen0.006-0.025 Iron Else However, the known cast iron had insufficient corrosion and corrosion-abrasion resistance. The purpose of the invention is to increase the corrosion and corrosion resistance of cast iron. This goal is achieved that cast iron containing carbon, manganese, nickel, copper, xp aluminum, calcium and iron, soda components in the following ratio, wt.%. . Carbon 2.0-3.5 Silicon 0.5-1.2 M.Fganets6-12 Nlkel6-8 Copper2-8 Chromium 0.1-2.0 Aluminum 0.5-2.0 Calcium 0.05-0.10 Iron Else The limits of nickel are chosen, based on its economical content of the alloy and obtaining high coronal and corrosion-abrasive pig-iron bones. A decrease in the nickel content below the lower limit leads to a sharp deterioration in corrosion resistance and an increase in corrosion abrasion. Increasing nickel above the upper limit somewhat reduces the weight loss during corrosion, but increases corrosive wear. The manganese content was chosen to be based on the preservation of a stable austenitic structure in the alloy, with a minimum nickel content in the alloy due to its corrosion-abrasive cast iron content. A decrease in the manganese content below the lower limit does not allow obtaining a stable austenitic structure; with a minimum nickel content in the alloy, an increase in the manganese content above the upper limit leads to an increase in the amount of carbides in the alloy, an increase in hardness and a deterioration in the cast iron mechanical treatment. Copper belongs to the core elements that expand the austenitic region, reduce the temperature of the martensitic transformation, contribute to the supercooling of austenite, and have a significant effect on the corrosion resistance of cast iron. The lower limit of the copper content is selected from the conditions for obtaining an alloy with a stable austenitic structure and high corrosion resistance. The upper limit of the copper content is selected from the conditions of its maximum solubility in cast iron, obtaining a stable stable austenitic structure and high corrosion resistance of the alloy. An increase in the copper content above the upper limit contributes to its release in the alloy in the free state. Silicon and aluminum deteriorate the corrosion resistance of cast iron in sulfuric acid. However, the effect of aluminum on the deterioration of the corrosion resistance of cast iron is 1.4-1.5 times weaker than silicon. Therefore, in terms of increasing the corrosion resistance of an alloy, replacing silicon with aluminum is advantageous. However, with a decrease in silicon alloy, the hardness of cast iron increases, the amount of carbides increases, and the mechanical treatment deteriorates. When calcium and aluminum are added together in the cast iron, the necessary graphitized cast iron is provided, the amount of carbides decreases, the hardness of the cast iron decreases, and its mechanical treatment is improved. In addition, the introduction of calcium in cast iron contributes to a more compact form of graphite, which increases the corrosion and abrasion resistance of cast iron and improves its mechanical properties. In the proposed cast iron, in comparison with the prototype, the silicon content is reduced from 1.5-2.6% to 0.5-1.2%, which allows to increase its corrosion and corrosion and abrasive resistance, and the upper limit of alum is increased. nor up to 2.0%, which is necessary to suppress carbide formation in the iron, while manganese is at the upper limit. The content of chromium in the proposed iron is in the range of 0.12, 0%. Increasing the upper limit of chromium to 2.0% improves the corrosion and abrasion resistance of cast iron by producing wear-resistant and corrosion-resistant carbides. An increase in chromium of more than 2.0% with:. Leads to increased hardness and poor machinability, especially when chromium in combination with manganese is at the upper limit. In the proposed iron, the content of such impurities as sulfur and phosphorus should not exceed 0.1-0.4%. The proposed iron can be melted in a cupola, an electric arc and an induction furnace. In smelting, ordinary charge materials used in the production of castings from nickel-manganese iron such as nirezist, nomag and ordinary gray iron (cast iron, pig iron, nickel, copper, aluminum, FeJto., SiCa, FeCr) are used. and induction furnaces, it is recommended to inject ferromanganese and copper after the metal melt 15 minutes before it is released. This allows reducing the waste of copper and manganese to 0-5%. Aluminum must be introduced into the ladle before the metal is released % can be entered. hour Aluminum in the furnace together with ferromanganese and copper. Silicocalcium in pieces is introduced into the furnace together with all the charge materials, but it can be introduced as a powder into the ladle before metal production. It is recommended to pour metal at 1380-1390. distribution of copper in metal castings is recommended to be thoroughly mixed. The fluidity of cast iron in a spiral sample is 600-900 mm. In order to obtain cast iron, four types of mixtures were made: the ingredients within the proposed chemical composition and two mixtures, including the exorbitant values of the chemical composition of cast iron. The chemical composition of the melted iron is presented in table. 1, and the results of the corrosion and corrosion-abrasive tests are given in Table. 2. Tests for corrosion resistance were carried out by weight in a 5% aqueous solution for 140 hours at an electrolyte temperature (293K), and the test for corrosion and abrasion resistance was carried out in a mixture of quartzite and 5% aqueous solution H2S04, with a ratio solid to liquid 2: 1. The tests were carried out in the installation of the type Staufer with a linear speed of movement of the samples, equal to 5.5 m / s. Relative wear resistance This is done as a ratio of weight loss by the prototype sample to: the weight loss ratio of the test samples The results of comparative tests by scientific research institutes showed that, compared with the base object (prototype), the proposed cast iron is more than 20 times higher than it in corrosion resistance and 1.54-2.23 times in corrosion and abrasive wear. The economic effect is achieved by increasing the service life of parts (acid pumps) from cast iron of the proposed composition.
Таблица 1Table 1
.Таблица 2.Table 2