SU1654365A1 - Чугун - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к изысканию коррозионно-стойких чугунов. Целью изобретени   вл етс  повышение коррозионной стойкости чугуна в среде расплавленного алюмини . Предложенный чугун содержит, мас.%: углерод 2,5 - 3,2; кремний 1,5-3,5; марганец 0,5 - 0,8; алюминий 1,5-3,5; хром 0,5-0,8; ниобий 0,3-0,5; железо и примеси остальное . Использование предлагаемого чугуна позволит увеличить срок службы тиглей, прицен ющихс  в проце - се прозводства алюминиевого лить , на 202. 3 табл. SS

Description

(Л С

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к изысканию кср- розионностойких чугунов.

Цель изобретени  - повышение коррозионной стойкости чугуна в среде расплавленного алюмини .

Чугун,содерпаций углерод, кремний , марганец, хром, алюминий и железо с примес ми дополнительно вводитс  ниобий при следующем соотношении компонентов, мас,

Углерод Кремний Марганец Алюминий Хром , Ниобий

Железо и примеси (сера до 0,12 мас.%,

2,5-3,2 1,5-3,5 0,5-0,8 1,5-3,5 0,5-0,8 0,3-0,5

фосфор до

0,20 мас.%) Остальное

Пределы по содержанию углерода ограничены исход  из необходимости предотвратить отбел, уменьшить усадку и улучшить обрабатываемость чугуна . При содержании углерода ниже 2,5 мас.% в структуре чугуна по вл етс  цементит, что вызывает снижение прочностных свойств. Повышение содержани  углерода более 3,2 мас.% приводит к по влению в структуре стали большого количества графитной фазы в виде крупных пластинчатых выделений и, как следствие, к значительному снижению механических свойств.

Марганец при содержании в указанных пределах (0,5-0,8 мас.%) способ-, ствует перлитизации структуры, .

сь

СП

,Ј

С

Р СП

дотвраща  по вление феррита. Полученные отливки характеризуютс  равномер- ной структурой по сечению и высокой ростоустойчивостью. В структуре чу- гунов с содержанием марганца более 0,8 мас.% наблюдаетс  отбел, что приводит к снижению прочностных свойств. Уменьшение содержани  марганца ниже 0,5 мас.% приводит к снижению росто- устойчивости. Это вызывает повышенное коробление чугунных отливок в процессе эксплуатации при повышенных термпературах.

При содержании алюмини  выше 3,5 мас.% и кремни  выше 3,5 мас.% резко понижаютс  механические свойства сплавов. Это происходит вследствие увеличени  доли свободного феррита и графита в структуре чугуна. При понижении содержани  алюмини  и кремни  ниже 1,5 мас.% и хрома ниже 0,5 мас.% резко ухудшаетс  жаростойкость . Введение в состав чугуна хрома в количестве, большем, чём 0,8 мас.% вызывает отбел, что ведет . к снижению характеристик прочности. Ниобий при введении в состав чугуна в количестве 0,3-0,5 мас.% повышает в значительной степени коррозионную стойкость, механические свойства,

способствует равномерному распределению карбидной фазы в структуре сплава. В количествах, меньших 0,3 мас.%,. его вли ние незначительно . Добавка ниоби  более 0,5 мас.% не целесообразна, так как коррозионна  стойкость практически не измен етс .

Пример. Дл  подтверждени  обосновани  выбранных пределов содержани  компонентов выплавл ют чу- гуны, химические составы которых представлены в табл. 1, и провод т механические и коррозионные испытани  образцов. Результаты испытаний представлены в табл. 2. Нар ду с опытными чугунами провод т выплавку и испытани  известного чугуна. Опытные плавки провод т в индукционной печи с кислой футеровкой. В качестве шихтовых материалов служит чугун ЛК4, стальной лом, чушковый алюминий А99, ферросилиций ФС75, ферросиликохром ФСХЗЗ и феррониобий ФН4. Ферроииобий, ферросиликохром, ферросилиций подшихтовывают в расплавленный чугун. Алюминий в твердом состо нии ввод т в тигель в конце

5

0

5

0

5

0

5

0

5

плавки. Температура перегрева сос- тавл ет 1723 К, температура заливки. 1623-V653 К.

Образцы дл  испытаний отливают в сухие песчаноглинистые формы. Предел прочности при раст жении (GB) определ ют на стандартных образцах по стандартным методикам. Коррозионную стойкость определ ют гравиметрическим методом при испытании образцов диаметром 10 мм и высотой 20 мм в расплавленном алюминии при 1073 К в течение 200 ч. Алюминий, налипший на образцах в процессе испытани , удал ют путем отравлени  в 10%-ном водном растворе NaOH. Жаростойкость определ ют гравиметрическим методом по известной методике при 1073 К в течение 200 ч.

Из анализа результатов испытаний, приведенных в табл. 2, следует, что оптимальным комплексом механических и коррозионных свойств обладают образцы предлагаемого чугуна.

Результаты сравнительных испытаний тиглей, изготовленных из предлагаемого и известного чугуна | даны в табл. 3.

Приведенные результаты показывают, что предлагаемый чугун по сравнению с известным обладает более высокой коррозионной стойкостью в среде расплавленного алюмини . Это позвол ет использовать его в качестве материала раздаточных тиглей дл  плавки алюмини  и его сплавов. Алюминиевые отливки, полученные в процессе производства с использованием тиглей из предлагаемого чугуна, обладают более высокими прочностными и пластическими свойствами вследствие уменьшени  загр знени  алюмини  продуктами коррозии, попадающими в расплав в результате растворени  стенок тигл .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, алюминий, хром и железо , отличающийс  тем, что, с целью повышени  коррозионной стойкости в среде расплавленного алюмини , он дополнительно содержит ниобий при следующем соотношении компонентов , мас.%:

   Углерод2,5-3,2

   1,5-3,5 0,5-0,8 1,5-3,5

   2,5

   1,5

   Хром0,5-0,8

   Ниобий0,3-0,5

   ЖелезоОстальное

   Таблица 1

   1,9 0,5

   0,5 0,4

   Остальное

   Таблица 2

   Таблица 3