Лигатура для чугуна

 

Изобретение относится к металлургии. Лигатура для чугуна, содержит, мас.%: углерод 1,2-5; никель 5-12; кремний 3-7,5; медь 3-5; хром 1-3; кобальт 0,1-0,5; бориды ванадия 12,2-15,5; нитриды магния 11,3-14,1; иттрий 10,5-13,0 и железо - остальное. Удельная герметичность модифицированного чугуна составляет 688-705 кГс/см2, эксплуатационная стойкость равна 1272- к1370 циклам. 2 табл.

„„5U „„1803454 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „, Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии.

Лигатура для чугуна, содержит, мас.%: углерод 1,2 — 5; никель 5 — 12; кремний 3 — 7,5; медь

3 — 5; хром 1 — 3; кобальт 0,1 — 0,5; бориды ванадия 12,2 — 15,5; нитриды магния 11,3 — 14,1; иттрий 10,5 — 13,0 и х<елезо — остальное.

Удельная герметичность модифицированного чугуна составляет 688-705 кГс/см, эксплуатационная стойкость равна 1272— к1370 циклам, 2 табл.

1 (21) 4944144/02 (22) 10.06.91 (46) 23.03.93. Бюл. N. 11 (71) Производственное объединение иГомсельмаши (72) М,И, Карпенко, М.Н. Заяц, С.М. Бадюко ва и С.В. Науменко (56) Заявка Франции М 2509327, кл. С 22 С 35/00, 1983..

Изобретение относится к металлургии, в частности к лигатурам для микролегирования и модифицирования серых износостойких чугунов, работающих в условиях гидроабразивного изнашивания.

Цель изобретения — повышение герметичности и эксплуатационной стойкости чугуна.

Лигатура для чугуна, содержащая углерод, никель, кремний, хром, кобальт, медь и железо, дополнительно содержит бориды ванадия, нитриды магния и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 1,2-5

Никель 5-12

Кремний 3-7,5

Хром 1 — 3

Кобальт 0,1-0,5

Медь 3,0-5,0

Бориды ванадия 12,2 — 15,5

Нитриды магния 11.3-14,1

Иттрий, 10,5-13,0

Железо Остальное.

Дополнительное введение боридов ванадия в количестве 12,2-15,5% микролегирует и упрочняет матрицу, повышает коррозионную стойкость, герметичность и эксплуатационную стойкость чугуна. При концентрации их до 12;2 повышение герметичности и эксплуатационной стойкости недостаточно. При увеличении концентрации боридов ванадия более 15,5% снижают- д ся пластические свойства, однородность структуры и эксплуатационная стойкость.

Нитриды магния в количестве 11,3—

14,1 j служат центрами графитизации, измельчают графит и повышают 4Ъ .сопротивляемость чугуна износу, что обес- (Л печивает повышение эксплуатационной ф, стойкости. При концентрации нитридое магния до 11,3уг модифицирующий аффект и повышение эксплуатационной стойкости недостаточны. Верхний предел их концент—.Ъ рации обусловлен повышением угара, снижением однородности структуры, коррозионно-эрозионной стойкости и герметичности чугуна в отливках.

Иттрий введен как химически активная модифицирующая добавка, очищающая границы зерен, повышающая компактность т

1803454 графита, плотность чугуна, механические и эксплуатационные свойства. Модифицирующее и сфероидизирующее влияние ит-грия начинает сказываться с концентрации 10,5 .

При концентрации иттрия более 13,(, усиливается отбел чугуна. снижаются упруго-пластические и эксплуатационные свойства.

Никель повышает однородность структуры, герметичность и эксплуатационную стойкость, поэтому его.содержание повышено до 5 — 12, При концентрации никеля до 5 недостаточна герметичность, а верхний предел его концентрации обусловлен снижением стабильности структуры чугуна и его эксплуатационных свойств, Содержание графитизирующих (углерод 1,2 — 5 и кремний 3 — 7,5 ) и перлитизирующих (медь 3 — 5%, кобальт 0,1-0,5 и хром 1 — З ) принято в соответствии с принимаемой их концентрацией в лигатурах, используемых для микролегирования серых износостойких чугунов с повышенной rep метичностью чугуна в отливках, При повы, шении их концентрации выше верхних пределов снижается однородность структуры и стабильность герметичности и эксплуатационных свойств, Пример. Плавки лигатур проводят в

-открытых индукционных печах под.слоем древесного угля. Сначала загружают феррохром ФХ800, никель НПЗ, стальной лом, медь MO и древесный уголь. После перегрева расплава до 1280 +10 С проводят раскисление ферросилицием ФС75 и присадку феррокобальта, боридов ванадия, азотированного магния МгЗН и металлического иттрия Итт2. Затем расплав дважды перемешивают и разливают в металлические формы.

В табл. 1 приведены химические составы лигатур.

Износостойкие чугуны выплавляют в индукционных печах открытого типа с перегревом до температуры 1480 — 1500 С, Лига1,2-5

5,0 — 12;

3,0-7,5;

1 — 3;

0,1-0,5;

3,0 — 5;

12,2-15 5;

11,3 — 14,1;

10,5-13; остальное. туры вводят в разливочные ковши в количестве 0,35 от массы заливаемого расплава.

Химический состав чугуна перед модифицированием, мас. : углерод 3,2 — 3 3; кремний

52,,0-2,1; марганец 0,6-0,8; хром до 0,06; серадо 0,05, фосфор 0,03-0.05; азот 0,03-0,05 и железо — остальное. Лигатуры измельчают до фракции 0,1 — 0,5 мм и вводят при температуре 1430-1450 С.

В табл, 2 приведены данные о удельной герметичности, механических и эксплуатационных свойствах модифицированных износостойких чугунов, Удельную . герметичность определяют на плоских об"5 разцах толщиной 3 мм при испытании на гидроплотность на гидравлических стендах, Механические свойства определяют на цилиндрических образцах в соответствии с

ГОСТ 1497-84, а эксплуатационную стой20 кость — в условиях гидроабразивного изнашивания образцов 010 мм и длиной 45 мм.

Как видно из данных табл, 2, предложенная лигатура обеспечивает более высокие эксплуатационные свойства и удельную герметичность, чем известная лигатура.

Формула изобретения

Лигатура для чугуна, содержащая углерод, никель, кремний, хром, кобальт, медь и железо, отличающаяся тем, что, с целью

30 повышения герметичности и эксплуатационной стойкости чугуна, она дополнительно содержит бориды ванадия, нитриды магния и иттрий при следующем соотношении компонентов, мас. :

35 углерод никель кремний хром кобальт

40 медь бориды ванадия нитриды магния иттрий железо

1803454

Таблица 1

Таблица 2

Составитель M.Êàðïåíêî

Техред М.Моргентал Корректор B.nåòðàø

Редактор А.Полионова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 1034 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5