Сплав на основе железа Советский патент 1980 года по МПК C22C38/06 

1

Изобретение относится к м тaллypгн l и литейиому цроизводспву, а именнно к изысканию материалов с |Вьгсакой технологичностью и из1Н01СОстой|кастью для работы в условиях абразиенаго изиашиваюия, и мо.жет найти при менение в металлургической, химической и энер;гетической промышленйосаи.

Известен чугуи, содаржащий, вес. %: Углерод2,6-3,4

Кремний0,8-1,4

MaipraiHeu0,5-1,2

А л ЮМ ими и10,0-14,0

Хро,м6,0-10,4

Цирконий0,1-0,6

Железо-Остальное (l.

Повышенная хрупкость этого чугуна позволж Использо1вать его только для

простых .ОФЛИВОК.

Наиболее близки к щрддлагаемаму по тех1Ничес|кой сущности и достич-аемО|му эффекту является сплав на основе железа, содержащий, вес. %: Углерод1,5-3,0

Кремний 0,8-3,0

Маргаи-ец10,0-44,0

Алюминий10,0-15,0

Хром0,1-5,0

ЖелезоОстальное 2.

Этот сплав пластичнее предыдущего.

однако образование в процессе ЛИтья значительного количества спели (углерода в виде .рафита) -препя-пствует .существенному поБЫШбПИЮ величины ударной вязкости, котарая в даажам случае «е превышаег 0,6 кгм/ом, а таюке стабильности качества отливок. ТреЩ-внО|СтойКОсть. его также относительно невысоКа. Данный сплав поэтому н.е может быть использоюан для

10 отливснк слож.ной .конфигу|раци111.

Целью иза5ретен;ия является лавышение лластич1наст1И н т рещИНостойкости сплава. Поставлеиная цель достигается тем, i4To сплав на основе железа, содаржа15 щий углерод, КреМНий, марганец и алюминий, .содержит «ОМноненты при следующем соотношен.ии, вес. %:

Угле.род0,72-1,48

Кремний0,33-2,94

20 Марганец 10,05-14,12

Алюминл и10,03 - 14,86

ЖелезоОстальное.

При содержании углерода менее 0,72%

эначителынО -стижается иэиосостой-кость

25 сплава азиду того, что резко уме1ньщается количество у уп.рочеяющей фазы (FesAlCx ), обеспеч-ивааощей высокую соП1роти1вляемсеть нэносу. В случае, когда содержание углерода превышает 1,48%,

30 существенно понижается удар.ная вязкость

сплава и повышается склонность к трещино образованию ИЗ-за повышанното об разейаяия опеля.

Содержаиие 1крем1ния в указанных лределах практически ine отражается на иэноcQCTOHiKOCTi-i/Соаержаяие «реминя :менее 0,33% требует использования чистой по содержанию кремния шихты, что существенно удорожает сплав.

Химический состав исследавааных сплавов приведен в табл. 1.

Таблица 1

Результаты иопытаний

пр иведелы а та;бл. 2.

Таблица 2

Отливались опытные о5раз|ЦЫ для лабораторных июследюваиий, а также натурны-е детали для иопытащий в промышленных условиях, а именно лопатки дробеметного -ротора. Вьшлав.ка проИзводила-сь по следующей технологии. Все ко:м.поненты (передельный чугу.н, стальной ло1М, ферросплавы, содержащие 1маргалед) расплавлялись в «нд тециоиной печи. Одновременно в отдельном «овше расп-ла влялся алюм,и1ний. В разли(ВОчный ковш выливался жидкий алюминий, а затем в этот же «OBUI выпускался (Металл из печИ. После этого сразу не п|р.оизводилась залив-ка при температуре 1450°С. Такая техноло1гия обес1П:ечи(вает полное отсутствие ликвации алюминия. Коэффи циент ликвации

у-ч f

Q Отлитые образцы «

Ci

детали прошли испытания в условиях чисто абразивного изнашивания на специальной установке при следующих условиях: V 0,27 м/с; 5 4000 м; Р 5,8. Ю- н/м, а та|кже в условиях а1бразнвной э;розии на заводской дробеметной .уста1нов(ке. Кроме того, нвмерялись уда|рная вязкость образцов и трещияостойкость, а также проводился металлографический анализ отливок.

Как видно из таблицы, предлагаемый сплав характеризуется более высокими

ударной вязкостью, износостойкостью и лрещиностойкастью. Уда1рная вязкость повысилась на 60-70%, износостойкость - на 25-30%. Прещины .как в пробах, так и в отливках или отсутствуют, -или незначительны по длите. Металлографически

анализ показал, что отли|вки отличаются

плотностью, спель отсутствует полностью.

Иапользование |Предла1гаемо1го сплава

поз/волит получить эконамическнй эффект

в -сумме 23,6 тыс. -руб.

Формула изобретения

Сплав на основе железа, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, отичающийся тем, что, с целью повышения нластичиости и трещиностоЙ1кост И, он содержит компоиенты в следующе1М соотношении, вес. %:Углерод 0,72-1,48 Кремний 0,33-2,94 Марганец 10,05-14,12 ,ий 10,03--14,86 Железо Остальное. Источни1ки -ИНфо|рмаН|И;И,

Прннятые во книмание при экспертизе

2. Авторское свидетельство СССР jVo 639960, кл. С 22 С 37/10, 1977 (протоТИ1П).