SU1668453A1 - Лигатура дл чугуна - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к лигатурам дл  чугуна. Целью изобретени   вл етс  повышение прочностных свойств, удароустойчивости, коррозионно-эрозионной износостойкости и жаропрочности чугуна. Лигатура содержит, мас.%: никель 3 - 7

кремний 3 - 7

углерод 5,2 - 9

хром 4 - 6

кобальт 1 - 7

медь 2 - 5

иттрий 3 - 8

нитриды ванади  12 - 19

цирконий 2 - 5

кальций 0,3 - 2

железо остальное. Получение доэвтектического кремний-марганцового чугуна с использованием предлагаемой лигатуры позволило получить σ_B = 650 - 720 МПа, кольцевую прочность 626 - 640 МПа, предел коррозионной усталости 510 - 525 МПа, относительную коррозионно-эрозионную износостойкость 2,10 - 2,27

при этом длительна  прочность при 800°С возросла до 456 - 489 МПа. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к лигатурам дл  производства литых деталей из чугуна с повышенными характеристиками удароустойчивости и износостойкости .

Цель изобретени  - повышение прочностных свойств удароустойчивости, коррозионно-эрозионной износостойкости и жаропрочности чугуна.

Лигатуру получают сплавлением чистых компонентов и ферросплавов с металлическим иттрием и нитридами ванади  при 1340-1370°С, разливают в плоские изложницы . Измельченную до фракций 0,5-5 мм лигатуру присаживают в расплав чугуна во врем  слива его из плавильной печи в ковш. Нитриды ванади  используют в виде порошка (ГУ 6-09-03-364-74), иттрий в измельченном виде марки ИтМ-2 (ТУ 48-4-208-82) и

ферросилиций с цирконием ФСПрМн2 (ТУ 14-141-88-85), в котором содержитс  3 мас.% кальци .

Лигатуру испытывали при выплавке чугуна , содержащего мае %; углерод 3; кремний 1,7; марганец 0,7; фосфор 0,07; хром 0,03; сера 0,07; азот 0,003; никель 0,18 и железо - остальное. Чугун выплавл ют в отрытых индукционных печах.

В табл.1 приведены составы лигатур опытных плавок, использованных дл  микролегировани  чугуна. Лигатуры ввод т при выпуске чугуна из индукционной печи в ковш в количестве 0,5% от массы заливаемого расплава. Фракци  измельченной лигатуры 0,5-5 мм, температура чугуна при введении лигатуры 1430-1450°С.

о о

00

ь. сл

СлЭ

В табл.2 приведены результаты механических и эксплуатационных испытаний микролегированных чугунов опытных плавок.

Длительную прочность определ ли при 800°С, а оценку глубины проникновени  коррозии - по ГОСТ 7769-82 с использованием методики по ГОСТ 6032-84 в сравнении с эталоном, в качестве которого используют чугун ЧХНТ,

Образцы дл  механических испытаний изготавливали в соответствии с требовани ми ГОСТ 1497-84 и ГОСТ 11701-84, коррозионных испытаний - по ГОСТ 9.908-85, а дл  определени  кольцевой прочности используют трубные заготовки. Предел корро- зионной усталости получен при испытании цилиндрических образцов типа УШ на базе 107 циклов.

Иттрий введен в предлагаемую лигатуру в количестве 3-8 мас.% как эффективна  микролегирующа  и модифицирующа  добавка дл  чугуна, повышающа  однородность и стабильность структуры и устран юща  образование в ней междендритного графита, способствующа  увеличению изолированности и компактности графита и других составл ющих структуры и повышени  механических характеристик чугуна в отливках, особенно пластических служебных свойств. При концентрации иттри  до 3,0 мас.% модифицирующий эффект про вл етс  слабо v пластические служебные свойства чугуна, в отливках наход тс  на низком уровне, а при увеличении концентрации иттри  более 8 мас.% снижаетс  ста- бильность микролегирующего и модифицирующего эффекта, увеличиваетс  количество неметаллических включений и снижаютс  механические свойства чугуна, долговечность литых деталей и служебных их свойств.

Нитриды ванади  в количестве 12-19 мас.% существенно измельчают структурные составл ющие, снижают пористость и повышают равномерность модифицировани , усво емость лигатуры расплавом и продолжительность сохранени  микролегирующего эффекта лигатуры, что обеспечивает повышение относительного удлинени  и удароустойчивости чугуна в отливах.. При концентрации нитридов ванади  до 12 мас.% измельчение структуры и повышение служебных и пластических свойств недостаточное , а при увеличении концентрации нитридов ванади  более 19 мас,% повышаетс  угар металла и снижаютс  однородность структуры, кольцева  прочность,

механические и эксплуатационные свойства чугуна в отливках,

Содержание других компонентов выбраны в соответствии с прин тым содержа- нием в лигатурах, используемых дл  модифицировани  чугуна с повышенными служебными и пластическими свойствами. Эффективное содержание кремни  в лигатуре составл ет 3-7 мас.%, углерода 5,2-9 мас.% и меди 2-5 мас.%. Така  концентраци  графитизирующих компонентов при содержании хрома от 4 до 6 мас.% повышает равномерность и стабильность структуры чугуна, способствует повышению его меха- нических и служебных свойств.

Наличие в лигатуре 1,0-7,0 мас.% кобальта способствует повышению стабильности микролегировани , служебных и механических свойств. При увеличении кон- центрации более 7,0 мас.% повышаетс  температура плавлени  лигатуры и снижаетс  удароустойчивость чугуна, а при концентрации кобальта до 1,0 мас.% стабильность механических свойств и слу- жебных характеристик низкие.

Вследствие достаточно полного усвоени  лигатуры чугуном и высокой однородности структуры и стабильности, удельный расход лигатуры снижаетс  на 30-50% в сравнении с известной.

Claims (1)

1. Таким образом, как следует из данных представленных в табл.2, применение предлагаемой лигатуры позвол ет существенно повысить прочностные свойства, ударо- устойчивость, коррозионно-эрозионную износостойкость и жаропрочность чугуна. Формула изобретени  Лигатура дл  чугуна, содержаща  никель , кремний, углерод, хром/кобальт, медь и железо, отличающа с  тем, что, с целью повышени  прочностных свойств, удароустойчивости, коррозионно-эрозион- ной износостойкости и жаропрочности чугуна , она дополнительно содержит иттрий, нитриды ванади , цирконий и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

   Никель3-7

   Кремний3-7

   Углерод5,2-9,0

   Хром4-6

   Кобальт1-7

   Медь2-5

   Иттрий3-8

   Нитриды ванади 12-19

   Цирконий2-5

   Кальций0,3-2,0

   ЖелезоОстальное

   Таблица