Чугун

 

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, алюъшний и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости в расплавах хлоридов, содержащих катионы меди и контактирующих с газообразным хлором и хлористым водородом , он содержит компоненты в следующем соотношении, мае. %: Углерод2,7-3,2 Кремний6,1-8,0 Алюминий.3-4 ЖелезоОстальное

0% (13) 3(ð С 22 С 37/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н llBlDPCKOMV СВИДВТОЪСТВУ (21) 3607381/22-02 (22) 17.06.83 (46) 15.06.84. Бюл. В 22 (72) И.Н.Озеряная, Б.А.Васильев, Т.И.Манухина, В.И.Соколовский и О.П.Чихачев (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова и Институт электрохимии Уральского научного центра АН СССР (53) 669. 15-196 (088. 8) (56) 1. Кремнистый чугун 4С15М4, ГОСТ 11849-76.

2. Металлургическое машиностроение и ремонт оборудования

М., "Металлургия", 1975, В 4, с. 139-142. (54) (57) ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, алюминий и железо, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения коррозионной стойкости в расплавах хлоридов, содержащих катионы меди и контактирующих с газообразным хлором и хлористым водородом, он содержит компоненты в следующем соотношении, мас. Х:

Углерод 2,7-3,2

Кремний 6, 1-8,0

Алюминий, 3-4

Железо Остальное

1097706

Изобретение относится к металлургии, в частности, к разработке составов чугуна для деталей, работающих в расплавах хлоридов, содержащих катионы меди и контактирующих с газообразным хлором и хлористым водородом.

Известен чугун марки 4С15М4 (1j, содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. .:, Углерод 0,6-0,9

Кремний 14-16, О

Марганец 0,6-1,0

Молибден 3,0-4,0

Железо Остальное

Данный чугун склонен к образованию горячих трещин, обладает повышенной хрупкостью и плохо обрабатывается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (к предлагаемому является чугун () следующего химического состава, мас. :

Углерод 2,44-3,64

Кремний 1,86-5,52

Марганец 0,72-0,95

Алюминий 0,12-15,6

Железо Остальное

К недостаткам известного чугуна следует отнести их низкую стойкость в расплавах хлоридов, содержащих катионы меди и контактирующих с газообразными хлором и хлористым водородом.

Цель изобретения †повьппение корроэионной стойкости в расплавах хло-. ридов, содержащих катионы меди и контактирующих с газообразным хлором и хлористым водородом.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, алюминий и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас. X:

Углерод 2,7-3,2

Кремний 6, 1-8,0

Алюминий 3,0-4,0

Железо Остальное

Сплавы железа, работающие в кон- . такте с расплавленными средами, подвергаются интенсивному селективному растворению в хлоридных расплавах, если их структура имеет многофазное строение.

При производстве чугунных отливок для работы при повышенных температурах в агрессивных средах пригоден

2В

55 чугун со структурой легированного феррита, в которой исключены превращения К -железа в / -железо в процессе эксплуатации изделий, Таким коррозионностойким материалом является серый чугун, легированный алюминием и кремнием и имеющий структуру кремнистого феррита (КФ) с пластинчатым графитом. Содержание алюминия (3-4X) и кремния (6,1-8X) выбрано таковым, чтобы металлическая основа была хоро-. шо стабилизирована на однородность структуры (кремнистого феррита). Кроме того, для устойчивого сопротивления серого легированного чугуна диффузии контактновыделяющейся меди из расплавленных хлоридов эа счет процесса хиирческой цементации соотношение м@кду кремнием и алюминием выбрано таковым, чтобы основная часть углерода находилась в структуре сплава в форме пластинчатого графита. Полученные выделения графита в виде развитой графитовой сетки создают эффективные барьеры в металлической основе серого чугуна процессу диффузии меди вглубь металла.

Hp и м е р. Для получения одно" родных и многофазных структур готовят шесть смесей. Каждую из них сплавляют в открытых индукционных печах в основных тиглях отдельно.

Разливку чугуна производят в стальные водоохлаждаемые изложницы. Химсостав полученных сплавов и.скорости коррозии образцов в расплаве хлоридов металлов первой и второй групп

Периодической системы Менделеева приведены в таблице.

Иэ д@инык таблицы следует, что наибольшую коррозионную стойкость в расплаве хлоридов, содержащих катионы меди, имеют образцы серого чугунц е 1 по 3 номер плавки. Металлическую основу испытанных образцов стабилизируют с помощью кремния на однородность структуры, которая представляет собой кремнистый феррит с пластинчатым графитом. Кремнистый феррит образуется в сером чугуне при содержании кремния свьппе 4,5%.

При этом во всех сплавах отношение кремния к алюминию колеблется в пределах 1,5 — 2,7 . Выбранное соотношение между кремнием и алюминием позволяет получить чистый легированный феррит (4-фазу — твердый раствор Si в к, -железе), исключить образование

1097706 м

Скорость коррозии образцов чугуна в расплавленных хлоридах, содержащих катионы меди и контактирующих с газообразными хлором и хлористым водородом,за 50 ч при 550-600 С.

Скорость коррозии г/м ч

Содержание компонентов, мас. Х Структура

Чугун

С Si Al Te

Предлагаемый

2,70 6,10 3,00 Остальное

7,1

Кремнистый феррит +

5,4

5,2 пластинча13,9 тый графит

Известный

Феррито-пер- 47,1 литная + пластинчатый графит

2,92 2,06 5,03

55,3

3,44 4,44 0,3

То же. Составитель Н.Косторной

Редактор П.Макаревич Техред Т.Маточка Корректор A.Çèìîêîñîâ

Заказ 4160/25 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

1

-фазы (твердый раствор кремния в

-mestese) .

Выход за граничные значения компо кентов, как это показывают результаты испытания сплавов 4-6, приводит к ухудшению коррозионной стойкости., 3,04 7,52 3,81

3,20 8,00 4,00

2,46 5,61 2,49

Чугун предлагаемого состава рекомендуется для отливки тиглей - ванн солевых расплавов °

Экономический эффект от внедрения предлагаемого чугуна составит 18362096 руб. в год на один тигель.