Сплав на основе железа Советский патент 1982 года по МПК C22C38/12 

1

Изобретение относится к металлургии , в частности к изысканию материалов для производства коррозионностойкого лит1,я в химической промышленности для изготовления корпусов аппаратов, деталей насосов, арматуры.

Известен коррозионностойкий сплав 1, содержащий, вес.%:

Углерод 0,3-0,7

Марганец 0,3-0,8

Кремний 12,5-15

Медь7-9

РЗЭ0,05-1

Железо . Остальное

Известен коррозионностойкий сплав на основе железа 2, содержащий, вес.%:

Углерод 0,5-0,6 Кремний 1t,5-l6 Марганец 0,3-0,5 Молибден 3,5-«,5 Сера0,01-:Qr05

Селен 0,01-0,25

Редкоземельные металлы 0,01-0,1 Железо Остальное Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является коррозионностойкий сплав 3 следующего химического состава, вес.%:

Углерод 0,5-0,9 Кремний1Ц-16

10

Марганец 0,3-0,8 Молибден . З-А Железо . Остальное

В качестве примесей сплав содержит

1$ фосфор не более 0,1 вес.% и серу не более 0,07 вес..

Данный сплав имеет следующие механические свойства: предел прочности jg при изгибе 1 кгс/мм ; предел прочности при растяжении 6 кгс/мм. Недостатком этого спдава является невысокая механическая прочность. Кроме того, сплав относится к трудно3обрабатываемым материалам, ввиду н кой оптимальной скорости обработки При скорости резания 15 м/мин с кость резца 0 мин. Цель изобретения - повышение пр ностных характеристик и обрабатыва мости резанием при сохранении корр зионной стойкости. Указанная цель достигается тем, что сплав на основе железа, содерж щий углерод, кремний, марганец и м либден, дополнительно содержит ред коземельные металлы, кальций, магн и барий при следующем соотношении компонентов, вес.: 0,5-0,9 Углерод Кремний 0,Ц-0,6 Марганец Молибден 0,01-0,1 0,01-0,06 Кальций 0,01-0,06 Магний 0,01-0,06 Остальное Железо 1 . Плавку проводят Пример в индукционной печи ИСТ-0,06. Шихта содержит, %: Ферросилиций it5%-HbM. 3 Чушка ЛК-2 12 Стальной лом 5 Ферромолибден ФМЗ6-8 После расплавления шихты сплав перегревают до и при этой T пературе выдерживают 20-30 Мин, по чего вводят РЗМ в. виде СИИТМИШ-1 в количестве 0,01-0,1 от веса распл ва, а затем 0, от веса расплав комплексного модификатора типа ЖКМК-4 рВа. Лигатура редкоземельных металло с иттрием СИИТМИШ-1 имеет состав, РЗН 31,3 (Се 10-12 ; V, Рг, ТЬ Cd остальн Комплексный модификатор типа ЖКМК-4 рВа имеет состав, %: 9 Кремний t7,6 РЗМЦ,6 Кальций 7,2 Магний9, Барий4,8 После перемешива1 я металл выдают в ковш на разливку. Температура заливки сплава . Для испытания на изгиб отливают в сырую форму три образца 0 30 мм и длиной 350 мм. Предел прочности при растяжении определяют на литых образцах с диаметром расчетного сечения 15 мм. Испытаниям на ударную вязкость подвергают образцы 20 мм и длиной 50-60 мм без надреза. Коррозионную стойкость сплава определяют весовым методом. Испытаниям подвергают три образца (от каждой плавки) 0 18 мм и длиной 10 мм в растворе соляной кислоты с температурой среды . Продолжительность испытания 120 ч. Исследованиям на обработку подвергают образцы 0 Во мм и длиной 200 мм на токарновинторезном станке 1Мб1. Режим резания: скорость резания 30 м/мин, глубина резания 1 мм, прдача 0,09 мм/об. Режущий инструмент: неперетачиваемые пластинки ВК 8; угол наклона главной режущей кромки 5, главный и вспомогательный углы в плане, соответственно, kS и 45°, передний угол равен нулю, главный задний угол 10 Износ измеряют по задней грани на микроскопе ММИ-2. Испытания на изгиб и растяже,ние проводят на машине УММ 20, испытания на ударную вязкость - на маятНиковом копре МК-30 при расстоянии между опорами 4О мм. Состав сплава контролируют химическим, фотоколориметрическим и спектральным анализом, В примерах 2 и 3 плавку проводят в условиях примера 1 с различным количеством модификатора. Составы предлагаемого и известного СЗ сплавов приведены в табл. 1. Механические характеристики, кор- s розионная стойкость сплавов предлагаемого и известного ГЗ представлены в табл. 2. Табл.ица 2

Предел прочности при изгибе, кГС/мм

Предел прочности при растяжении, кгс/мм

Ударная вязкость без надреза, кгсм/см

Коррозионная стойкость, мм/год

Стойкость резца при скорости резания 30 м/йин, мин

28

U

0,1-0,2

0,,2

79 Сплав на основе железа по данному изобретению имеет более высокие прочностные характеристики и обрабатываемость реза1;4ием при сохранении высокой коррозионной стойкости. Так предел прочности при изгибе увеличивается в сравнение с известным сплавом в два раза, предел прочности при растяжении увеличивается на 50%, в два раза увеличивается допустимая CKopocj-b резания. Изготовленные из предлагаемого спл ва насосы, аппараты и детали устанавливаются в схемах производства химзавода в следующих средах: пары азотной.кислоты и окислов азота при 809П°С, купоросное масло при 60-90°С, крепкая азотная кислота при 20°С, денитрированная кислота при 70°С. Хорошая прочность и пластичность улучшает эксплуатационные качества сплавов, что позволяет заменить ими н ерж а веющие с т али. Формула изобретения Сплав на основе железа, содержащий (углерод, кремний, марганец и молиб9дён, отли чающийся тем, что, с целью повышения прочностных характеристик и обрабатываемости резанием при сохранении коррозионной стойкости, он дополнительно содержит редкоземельные , кальций, магний и барий при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод 0,5-0,9 Кремний Марганец 0,4-0,6 Молибден З Редкоземельные 0,01-0,1 металлы 0,01-0,06 Кальций 0,01-0,06 Магний 0,01-0,06 Барий Железо Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 325273, кл. С 22 С 38/16, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР № 692900, кл. С 22 С 38/60, 1979. 3.ГОСТ .