SU1668456A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  литых деталей термических печей и технологического оборудовани . Цель изобретени  - повышение в зкости разрушени  при 750 -1000°С в термообработанном состо нии при сохранении термической и кавитационной стойкости. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: C 2,95 - 3,6

SI 1,8 - 2,3

MN 0,1 - 0,4

NI 0,26 - 0,7

CU 0,21 - 0,6

AL 0,002 - 0,15

CR 0,6 - 1,7

MG 0,01 - 0,08

CE 0,01 - 0,07

MO 0,4 - 1,50

TI 0,002 - 0,04

бориды ванади  0,02 - 0,35

ZR или YT 0,01 - 0,08

CA 0,002 - 0,04

BA 0,002 - 0,01

нитриды кремни  0,002 - 0,07

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна BA и нитридов кремни  позвол ет повысить в зкость разрушени  в 1,54 - 1,75 раза при 750°С и 1,53 - 1,90 раза при 1000°С. 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к металлургии,- в частности к разработке составов чугуна дл  отливок, работающих в услови х тепловых ударов, ударных нагрузок и кавитации при повышенных температурах.

Цель изобретени  - повышение в зкости разрушени  при температурах 750- 1000°Св термообработанном состо нии, при сохранении термической и кавитационной стойкости.

Дополнительное введение боридов ванади  стабилизирует и упрочн ет матрицу, повышает эрозионную и кавитационную стойкость при температурах 750-1000°С при сохранении в зкости разрушени  на высоком уровне. При концентрации боридов ванади  до 0,02 мас.% повышение эрозионной и кавитационной стойкости недостаточное , а при повышении содержани 

боридов ванади  более 0,35 мас.% снижаютс  технологические свойства, ударо- устойчивость и в зкость разрушени  при температурах 750-1000°С, что снижает кавитационную стойкость.

Введение молибдена в количестве 0,4- 1,5 мас.% обусловлено его высокой способностью повышать термическую стойкость и сопротивл емость эрозии и износу, увеличивать содержание бейнита с его повышенными упругопластическими свойствами при повышенных температурах, что повышает в зкость разрушени  и сопротивл емость кавитации. При содержании молибдена до 0,4 мас.% термостойкость, в зкость разрушени  и кавитационна  стойкость недостаточны . Верхний предел концентрации молибдена ограничен содержанием (1,5 мас,%), выше которого снижаютс  технолоOs

о

00

ел о

гические свойства, удароустойчивость и в зкость разрушени .

Нитриды кремни  ввод тс  дл  измельчени  структуры и повышени  пластических свойств и в зкости разрушени . При концентрации их более 0,07 мас,% усиливаетс  их грааитизирующее вли ние на структуру, что снижает эрозионную и кавитационную стойкость. При содержании нитридов кремни  до 0,002 мас.% их модифицирующий эффект низкий и упругопластические свойства недостаточны.

Измельчению структуры способствует дополнительное введение бари  (0,002-0,01 мас.%) и металла из группы, содержащей иттрий и цирконий (0,01-0,08 мас.%),  вл ющихс  химически активными модификаторами , повышающими плотность чугуна, в зкость разрушени  и пластические свойства . При увеличении их концентрации выше верхних пределов снижаютс  характеристики термической и кавитацнон- ной стойкости, а при содержании их нижних пределов модифицирующий эффект и упругопластические свойства недостаточны .

Содержание магни , кальци  и цери , вал ющихс  осногньг-ш сфероидизирую- щими компонентами в чугуне, прин то исход  ио пр&ктики производства модифицированных чугунов с повышенными утругопластическ:/ ми свойствами Содержание алюмини  и титана в прин тых количествах не снижает фактор формы гра- фмта и упругопластические свойства и соответствует содержанию в известном чугуне.

Хром (0,6-1,7 мас.%), никель (0,26-0,7 мас.%) и медь (0,21-0,6 мас.%) обеспечивают повышение тер лческой стойкости и сопротивл емости кавитации при сохранении в зкости разрушени  на высоком уровне. Верхние их пределы ограничены содержанием , выше которого снижаютс  в зкость разруиени  и технологические свойства. Верхние пределы содержани  углерода, кремни  и марганца в предлагаемом чугуне снижены, ограничены их содержанием, при котором не снижаютс  упругопластические свойства при температурах 750-1000°С и достигаютс  повышенна  плотность и зро- зионно-кавитационна  стойкость. Содержание углерода и кремни  на нижних пределах установлено экспериментальным путем. При более низких концентраци х усложн етс  термообработка и ухудшаютс  в зкость разрушени  и кавитационна  стойкость,

Пример. Чугун выплавл ют в открытых индукционных печах из шихты на основе литейных коксовых чугунов (ГОСТ 4832- 82). чугунного лома 18А (ГОСТ 2787-76), стального лома 1А (ГОСТ 2787-75), ферромолибдена ФМо1 (ГОСТ 4759-79), металлического хрома Х99А (ГОСТ 5905-79), боридов ванади  (ТУ 15-4-364-87), лигатуры ХНиМо1, нитридов кремни  (ТУ 6-09-03-419-76) лигатуры ЖКМК-3 (ТУ 14-5-8-84), иттри  ИтМ-1 (ТУ 48-4208-82), ферросплав,) ФСЦрМн (ТУ

14-141-88-85), силикокальци  и других ферросплавов Ферромолибден, медь М1 и бо- риды ванади  звон т после рафинировани  расплава кальцинированной содой непос- редстеон-.о а печь. Тел- ература расплава

перед выпуском из печл 14ЧС-1540°С. Модифицирование расплава провод т модифицирующей смесью из тигатчфы XKIV. 3, ферросиликобари  П У-14-5 116-79), нитридов кремни , ферросплава ФСЦрМн1 или

металлического иттрии Итл/1-1 Заливку модифицированного чугуна провод т в сухие жидкосюколс-ные формы при 1400-1420°С. В табл.1 приведены химические составы известного и предлагаемого чугуна.

Образцы и отливки перед испытанием

подвергали аустечиоации при температуре 1000 ± 20°С в течение 1,2 ч и изотермической закалке прь, - емпезатуре 350-380°С. Анализ с, руктуры Ч /гунов провод т по ГОСТ

3443-87, а ме зн/1ческие испытани  - по ГОСТ 9456-78, ГОСТ 1497-73 и ГОСТ 23.210- 80. Удароустойчивость оценена на машине МУИ 600М в услови х симметричного изги- бв цилиндрических образцовою мм.

В табл.2 приведены механические и эксплуатационные свойства известного и предлагаемого чугуна.

Claims (1)

1. Дополнительный ввод в состав чугуна нитридов кремни , бари  позволили повысить в зкость разрушени  в 1,54-1,75 раза при 750°С и в 1,53-1.90 раза при 1000°С. Формула изобретени  Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, молибден, ванадий, алюминий , хром, кальций, медь, магний, церий, титан, бор, один элемент из группы, содержащей иттрий, цирконий, и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  в зкости разрушени  при 750-1000°С в тер- мообработанном состо нии при сохранении терм/.ческой и кавитационной стойкости, он дополнительно содержит барий и нитриды кремни , а бор и аанадий содержатс  в виде боридоэ ванади  при следующем соотношении компонентов, мае %:

   Углерод2,95-3,6

   Кремний1,8-2,3

   Марганец0,1-0,4

   й

   0,26-0,7

   0,4-1,50

   0,002-0,15

   0,6-1,7 0,002-0,04 0,21-0.6 0,01-0,08 0,01-0,07

   уппы,

   й

   0,002-0,04 0,02-0,35

   0,01-0,08 0,002-0,01 0,002-0,07 Остальное

   Таблица 1

   Таблица 2