Коррозионностойкий чугун Советский патент 1991 года по МПК C22C37/06 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна, обладающего высокой коррозионной стойкостью в кислотах.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости.

Пределы содержания элементов установлены исходя из благоприятного сочетания коррозионной стойкости, стоимости и литейных свойств чугуна. Содержание углерода взято в пределах от 1,6 до 2,8%. Чугун, содержащий до 1,6% С, имеет низкие литейные свойства, в частности жидкотекучесть, вследствие малой степени эвтектичности. При содержании углерода более 2,8% значительно увеличивается количество карбидов, которые, связывая хром, уменьшают коррозионную стойкость.

Содержание других основных элементов - кремния и марганца принято обычным для коррозионностойких высокохромистых чугунов. Кремний в количестве 1.5-2,5% вводится для повышения литейных свойств чугуна путем повышения степени его эвтектичности. Марганец в количестве 0,5-1,0%

необходим для раскисления чугуна и связывания серы в нерастворимые сульфиды.

Содержание хрома от 18 до 35% установлено на основе анализа егр влияния на коррозионную стойкость чугуна. Существенное повышение стойкости чугуна начинается при 18% Сг - первая граница стойкости по хрому. Вторая граница стойкости наступает при 32-33% Сг, поэтому верхний предел по хрому превышает указанное значение и составляет 35%. При большем содержании хромз стойкость не повышается, но резко снижаются механические и литейные свойства чугуна.

Титан в количестве 0,1-0.3% измельчают структуру чугуна, способствуя более равномерному распределению других легирующих элементов и повышению коррозионной стойкости. Менее 0,1% титана недостаточно для измельчения структуры, а при более 0,3% титана ухудшаются литейные свойства чугуна.

Добавка родия до 0,15% не увеличивает коррозионную стойкость чугуна. 0,15% родия достаточно для перевода чугуна в устойсо

с

о о

CJ

о

4

чивое пассивное состояние. Введение в чугун более 0,7% родия не вызывает дополни- тельного увеличения коррозионной стойкости, поэтому нецелесообразно.

Механизм действия родия следующий. Электроположительный родий (стандартный электродный потенциал +0,80 В) увеличивает ток катодной реакции восстановления ионов водорода. Потенциал коррозии смещается в область пассивности и чугун пассивируется. Скорость коррозии снижается по мере накопления на поверхности атомов родия и их кристаллизации в отдельные включения размером 0,05-0,1 мкм. Стационарное значение скорости коррозии достигается спустя 20-40 мин после помещения чугуна в кислоту.

Для испытаний были выплавлены чугу- ны различных составов, а также чугун-прототип (табл.1).

Чугуны выплавлялись в высокочастотной индукционной печи емкостью 10 кг. Хром вводили в печь в виде 65% феррохрома, титан - в виде ферротитана Ти2 перед выпуском металла для уменьшения угара. Родий вводили в чистом виде, так как он не угорает.

Раскисление металла производили ферросилицием ФС-75. Пробы отливали в виде

цилиндров диаметром 50 мм. Затем их резали на образцы для коррозионных испытаний диаметром 45 мм и толщиной 5 мм.

Коррозионную стойкость чугунов определяли весовым способом при комнатной температуре.

Скорости коррозии в различных кислотах представлены в табл.2.

Как следует из данных табл. 1 и 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна родия обеспечивает по сравнению с известным повышение коррозионной стойкости более чем в 20 раз.

Формула изобретения

Коррозионностойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости, он дополнительно содержит родий при

следующем соотношении компонентов, мас.%:

5

0

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Титан

Родий

Железо

1.6-2,8 1,5-2,5 0,5-1,0 18-35 0,1-0,3 0,15-0,7 Остальное.

Таблица

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве отливок - насосов, реторий и других деталей и аппаратов химической промышленности. Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости. Предложенный чугун содержит, мас.%: C 1,6 - 2,8

SI 1,5 - 2,5

MN 0,5 - 1,0

CR 18 - 35

TI 0,1 - 0,3

RH 0,15 - 0,7 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна родия позволил повысить коррозионную стойкость более чем в 25 раз. 2 табл.

35

Таблица2