Чугун Советский патент 1993 года по МПК C22C37/10 C22C38/40 

Изобретение относится к литейному пройзв.одству и может быть использовано

при

13рог

изготовлении запорных элементов арматуры, и задвижек для проходов до Ду 200 Ру 25, 225°С, а также при производстве ко рессоров для сред: пар, горячая вода, ела зоагрессивные жидкости и газы.

Известны чугуны, легированные хромом, отвечающие закону Таммана, когда наступает пассивация, т.е. содержание хрома

16%, а также чугуны, превышающие по- пассивацйи, т.е. при содержании хрома

28-J34%. например чугун ЧХ28, ЧХ32.

|Указанные чугуны используют в основной как износостойкие, жаростойкие и кор- роз/юнно-стойкие в различных средах.

Для деталей арматуры износостойкость не Является лимитирующим показателем, в основном, необходима высокая коррозионная и кавитационная стойкость, особенно для паровоздушной среды, жестких вод, в т.ч. морской и пресной.

: Наиболее близким к предложенному составу является чугун, содержащий, мас.%: С 2,5-f3,0; Si 0,7-1,4; Мп 0,5-0,8: Сг 25-30; Ni 1.0-гЗ,0; Се 0,005-0.025; Fe остальное.

Известный чугун по коррозионной стойкости в связи с неблагоприятными соотношениями С и Сг входит в разряд не коррозионно-стойких хромистых чугунов, по диаграмме К.Реш, что подтверждается для паровоздушных сред и нашими экспериментами: балл 6 по ГОСТ 13819-68,

Чугун имеет твердость более ЫВ 450.

Цель изобретения - повышение коррозионной стойкости в паровоздушной среде при высокой температуре и улучшение обрабатываемости резанием за счет снижения твердости ниже НВ 350.

Решается эта задача посредством использования известных Методов легирования чугунов хромом, т.е. более 13% Сг. сокращения углерода до 0,4-1,5%, а также дополнительным вводом никеля 1-2% и церия 0,02-0,06% для создания оптимальных условий для обрабатываемости и повышения коррозионных свойств.

Соотношение вводимого никеля и церия при модифицировании является основным признаком новизны чугуна, так же как и соотношение и пределы содержания всех компонентов чугуна

(Л

С

Чугун по изобретению имеет следующий химический состав, мас.%:

Углерод0,4-1,5

Кремний . 0,8-1,4

Марганец0,5-0,8 5

Хром13,0-18,0

Никель1-2

Церий0.02-0,06

При соотношениях углерода и хрома С/Сг 0,02-0,04 коррозионная стойкость 10 чугуна высокая, а при С/Сг 0,04-0,1 чугун теряет эффект ггассивации, легированный аустенит не обладает необходимым потенциалом..

Коррозионная стойкость чугуна зависит 15 от состава и распределения карбидов, так, карбиды типа (РеСг)Сз отличаются от матрицы потенциалом и составляют с ней гальванические пары, чугун корродирует.

/ Известно , что состав карбидов (РеСфСз 20 и ёолее. высоких соединений образуется при повышенных содержаниях углерода в чугуне, зависит также форма и распределение. .(. .... . :.. .. .... . , : //Наиболее сильное .воздействие на 25 структуру чугуна оказывает никель и церий.

/ Экспериментально установлено, что чу- гуны с содержанием С/Сг 0,02-0,04 при содержании никеля 1-2% и церия 0,02-0,06 приобретали повышенную коррозионную 30 стойкость и удовлетворительно обрабатывались точением.

Теоретически следует ожидать, что карбиды состоят из соединений (РеСфС и (РеСфСз с преимущественным наличием 35

низких кёрбидов. а это имеет решающее влияние на коррозирнные свойства чугуна и его твёрдость.

Цель изобретения достигается посредством создания условия понижения твердо- 40 сти хромистого чугуна, т.е. обеспечения соотношений углерода и хрома С/Сг 0,02- 0,04 и дополнительного легирования нике- лем и модифицирования ферроцерием,

наиболее эффективно улучшающих структуру для обеспечения требований оптимизации обрабатываемости и повышения коррозионных свойств.

Выполнены плавки и экспериментально установлено: чугун (углерод 1,2%, марганец 0,8%, кремний 1,0%, хром 15%, никель 1,5%, церий 0,05%) имеет твердость 300 НВ, матрица - легированный аустенит.

При испытании в паровоздушной среде (100 ч) стойкость составила 5 балл по ГОСТ 13819-68.

Чугун имеет и другие преимущества: более технодогичен в связи с сокращением ассортимента используемых для легирования элементов; повышенная коррозионная стойкость и обрабатываемость достигаются при пониженном вводе хрома в %, что удешевляет чугун по затратам на шихту.

Проведены подготовительные работы для промышленного внедрения из предлагаемого чугуна уплотнительных колец задвижек на параметры Ру.16, Ду 100, t 225°, среда - пар; сделаны плавки и механически обработаны уплотнительные кольца (100 шт) для Георгиевского арматурного завода.

Формула изобретения

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, церий и железо, о т- личающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости в паровоздушной среде при высокой температуре и улучшения обрабатываемости резанием за счет снижения твердости ниже НВ 350, он содержит компоненты при следующем их соотношении, мас.%: ,

Углерод0,4-1.5;.

Кремний 0,8-1,4;

Марганец0.5-0.8:

Хром 13-18;

Никель1-2;

Церий0,02-0,06;

ЖелезоОстальное

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для уплотнитель- ной арматуры и задвижек. Чугун содержит. мас.%: 0,4-1,5 С; 0,8-1,4 Si; 0,5-0,8 Мп; 13- 16 Сг; 1-2 NI, 0,02-0,06 Се; остальное Fe. Чугун обладает повышенной коррозионной стойкостью в паровоздушной среде при высоких температурах и улучшенной обрабатываемостью за счет снижения твердости НВ ниже 350.