Чугун Советский патент 1984 года по МПК C22C37/00 

Изобретение относится к металлургий, в частности к разработке составов чугуна для отливок, работающих .до в среде анодного газа алюминиевых электролизеров. Известен чугун,содержащий, мас.%: углерод 3,0-3,8; кремний 1,5-2,5; марганец 1,0; хром 0,5-1,0; никель 1,0 и железо - остальное 13. Однако указанный чугун обладает низкой жаростойкостью в среде анодно Г9 газа. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является чугун, содержащий, мас.%: углерод 2,5-3,2; кремний 4,5-6,0; марганец не более 0,8; хром 0,5-1,0 и железо - остальное. Чугун может содержать серу до 0,12 мас,% и фосфор до 0,3 Мас,% 2 Однако известный чугун характеризуется низкой жаростойкостью в воздушной среде и среде анодного .газа при ЬООО°С, В условиях когда температура эксп луатации превышает 700°С и в газовой атмосфере наблюдается избыток диокси да серы и моноокиси углерода (например, среда анодного газа алюминиевого электролизера), такие чугуны демонтируют низкую жаростойкость в усл ВИЯХ газовой коррозии. Это вызвано тем, что увеличение температуры свыше 700°С в легированных кремнием чугунах вызывает резкое увеличение ско рости диффузии угтерода, который выходя на поверхность и не окисляясь, скапливается в подокалинном слое и. механически разрушает защитные окисные пленки, открывая доступ газам к металлической матрице. , Цель изобретения - повышение жаро стойкости в агрессивной среде анодно ;го газа до 1000°С. Указанная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, содержит компоненты при следующем соотношении, мас,%: Углерод 1,5-2,4 Кремний 5,0-7,0 Марганец . 0,1-0,6 Хром0,1-0,3 ЖелезоОстальное Снижение содержания углерода в чу гуне понижает скорость диффузии угле рода и уменьшает возможность механического разрушения окисной пленки, Графит в -таком чугуне вьщеляется в компактной, вермикулярной или шаровидной форм и с большей степенью дисперсности. Следовательно, с уменьшением количества и размельчением графита, а также улучшением его формы жаростойкость чугуна повышается за счет-уменьшения внутреннего окисления. Увеличение концентрации кремния в указанных пределах повышает точку образования и стабильного существования вьюститной фазы до 1000°С. При содержании кремни-я 7,0% точка Acj, поднимается до , Протекание аллотропических превращений при высоких температурах, т,е, в области высокой пластичности, не может вызвать разрушения чугуна в результате возникагацих внутренних напряжений. Получение стабильной структуры графит + кремнеферрит, а также образование высокостойкой защитной пленки из 5102 в результате действия высокого содержания кремния обеспечивает высокую жаростойкость чугуну. Наличие хрома в указанных пределах вызывает измельчение графита и уплотнение металлической матрицы, что повышает стойкость против окисления металлической основы чугуна и исключает появление отбела в тонкостенных отливках, Пример, Выплавку чугунов производят в индукционных печах с основной или кислой футеровкой емкостью 60-120 кг. Необходимые присадки кремния, марганца и хрома добавляют в печь. Расплавленным чугуном с температурой 1350-1400°С заливают сухие жидкоетекОЛЬные формы образцов для испытаний на жаростойкость согласно ГОСТ 6130-71 и ГОСТ 7769-82, Химический состав и жаростойкость предлагаемого и известного чугунов приведены в таблице. Как видно из таблицы, предлагаемый чугун является более надежным для работы при 1000°С, чем известный. Использование изобретения позволяет увеличить срок службы деталей газосборного устройства алюминиевого электролизера, улучшить санитарно-гигиенические условия работы обслуживающего персонала за счет более полной утилизации анодного газа. Экономический эффект от использования предлагаемого чугуна составит около 37 тыс,руб.

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения жаростойкости в агрессивной среде анодного газа до , он содержит компоненты в следующем соотношении,, мае.%: Углерод 1,5-2,4 Кремний 5,0-7,0 Марганец 0,1-0,6 ,1-0,3 Железо Остальное