Чугун
Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве труб центробежным способом . Цель - стабилизация механических свойств по сечению отливки. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 3,2-4,0; Si 2,6-3,6; Мп 0,3-0,8; Сг 0,01-0,1; Ni 0,01-1,0; Си 0,01-1,0; Mg 0,02- 0,06; Cd 0,01-0,05; РЗМ 0,005-0,1; Zr 0,005-0,1; Ti 0,005-0,1; N 0,005- 0,05, Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Zr, Ti и N обеспечил стабилизацию механических свойств по сечению отливки. 2 табл. Ю О to сд
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
А1 (19) (11) (504 22 С 37 10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3780101/22-02 (22) 26.06.84 (46) 30. 06. 87. Бюл. У 24 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) Ю.Г. Соловьев, Ю.И. Роматовский, К.А. Балов, B;A . Давыдов, Ю.С. Озимин, А.М. Меламед, В.Г. Полищук и В.И. Семко (53) 669.15-196(088.8) (56) Роматовский Ю.И. и др. Литейное производство. 1979, У 2, с. 27.
Авторское свидетельство СССР
К 767227, кл. С 22 С 37/10 1978. (54) ЧУГУН .(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве труб центробежным способом. Цель — стабилизация механичес ких свойств по сечению отливки. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Ж: С 3,2-4,0;
Si 2,6-3,6; Мп 0,3-0,8; Cr 0,01-0,1;
Ni 0,01-1,0; Си 0,01-1,0; Mg 0,020,06; Cd 0,01-0,05; РЗМ 0 005-0,1;
Zr 0,005-0,1; Ti 0,005-0,1; N 0,0050,05, Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Zr, Ti u N обеспечил стабилизацию механических свойств по сечению отливки. 2 табл.
3,2-4,0
2,6-3,6
0,3-0,8, 0,01-0,1
0,01-1,0
0,01-1,0
0,02-0,06
0,01-0,05
0,005-0,1
0 005-0,1
0,005-0,1
0,005-0,05
Остальное
1 13
Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов чугуна для отливки труб центробежным способом.
Цель изобретения — стабилизация механических свойств по сечению отливки.
Изобретение иллюстрируется примерами конкретного применения. Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим образом.
Чугун с содержанием элементов на нижнем и ниже, среднем, верхнем и выше уровнях выплавляли в индукционной печи ИСТ"016 и заливали в интенсивно охлаждаемую (водоохлаждаемую) металлоформу для получения труб. Шихта состояла из литейного и передельного чугунов с добавками необходимых легирующих элементов, которые вводили в виде чистых металлов и ферросплавов. Титан, цирконий, магний, кальций, РЗМ. вводили при переливе металла в ковш в виде лигатуры и чистых металлов.
Установлено, что при вводе титана в структуре металла образуется повышенное количество мелкодисперсного перлита и карбидов титана, измельчается зерно, что позволяет устранить образование столбчатой структуры в наружном слое отливки и получить однородные механические свойства по толщине труб, повысить пластичность и стойкость к коррозии.
Ввод циркония и азота приводит к образованию нитридов циркония, являющихся дополнительными центрами кристаллизации, что также способствует измельчению структуры и повышению однородности механических свойств чугуна.
Чугун был применен в условиях труболитейного цеха при литье труб диаметром 150 мм центробежным способом в водоохлаждаемые металлоформы. Механические свойства по различным се.— чениям труб определяли на цилиндри20255 2 ческих образцах диаметром 4 мм. В табл. 1 и 2 представлены составы чугунов и результаты проведенных экспериментов с известным и предложенным чугунами. Как видно из табл. 1 и 2, чугун предложенного состава имеет более однородные механические свойства по сечению в сравнении с известным чугуном. Предел прочности и относи10 тельное удлинение в центральной части отливок возрастает соответственно в 1,3-1,8 и 2,0-6,8 раз. Наиболее высокими однородными механическими свойствами обладает чугун с содержа15 нием элементов ближе к среднему уровню (вариант 19). В то же время отклонения от предложенных оптимальных пределов по содержанию элементов в чугуне в меньшую (вариант 16) или
20 большую (вариант 20) стороны приводит к снижению однородности механических свойства металла.
Формула изобретения
Чугун преимущественно для центробежной отливки труб, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, магний, кальций, редкоземельные элементы и железо, о т л и30 ч а ю щ и и с. я тем, что, с целью стабилизации механических свойств по сечению отливки, он дополнительно содержит цирконий, титан и.азот при следующем соотношении компонентов, 35 мас.7:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
40 Никель
Медь
Магний
Кальций
РЗМ
45 Цирконий
Титан
Азот
Железо
13?0255 и и л В о о и о о
С Ъ
С Ъ С Ъ о о
Р 1 ("Ъ
M С"Ъ.о
СВЪ
СВЪ
О О
Ф
С Ъ С Ъ о и
С Ъ о о .Ф
С"Ъ С Ъ и л л
СЪ и
С ) и
С Ъ и л
С Ъ у Гм о ф о о ф ОЪ о о о о и и о о л л
° Ф
О О
СЬ Оъ б о о и и и
Л -В О и л ф о о и и р О о
О О л о о
С ° СЪЪ О О
ГО
IiI
О Е !
О О
CQ CO О О ь
О и1о
1 !
СЧ
СЧ
Ю
О 3 и о о
О О л В о .ь и
О о
В
О
О л о и
О л л
О О
В о
1 1
1 I
1 !
СВЪ
Ю о л о и о и о о
В л о о л л о о! I
С"Ъ ь о
В о
РЪ
О
В о и
О о л о
С Ъ ill о о о о л л
О О
3 о
СЧ л
О л
О
В о о л о о о о о о и и о о
В В о о и о о л о О
О о
В о и
Π— СЪ
О О О о о о е СВ!
О О л В о о
С Ъ
В о и
О О л
О О
D л о л
О
В
СЧ о о л л о о и о л.о и о
В
Ю и
СЧ о о
В В о о О
О О л о о О . О о о
В л о о
ВФ ь л о
СЧ о о л и о о о
° \ .о о и ь
О
О о
В о о и л л о о и о л о и
В о л о и ь о л ь и
О
D о и о о о л л о о о и л В о о и о
В л о о
В о
О СЧ и
В о и о
A о и
О о о л В о о и ь
О л
D и
D л
D (Ч о и о о л В о о и
О
В о о о о о о
ССЗ
° \ В
О О
00 ОЪ л о о
СЧ л ь
СЧ РЪ
В о о и сО
В
О О о л ь (тЪ о
СЧ л ь и
В о и
СЧ
О О
В л
CV РЪ и
СЧ
О О
С Ъ С Ъ
О Л л л
С Ъ Сс) И О
СЧ CV о
С Ъ О
СЧ
CO о о
В л
СЧ
В В
С Ъ
О О
В
С Ъ
СЧ О
В В
РЪ СсЪ
СЧ л В
РЪ С Ъ
I Ф
1 в5) !
О !
В
О
Сл
О и
Р Ii
Ф
СЧ С Ъ < И О r OO ai O
1320255
Ю а 0 ф оЪ о и
В а
Х I ь. о
if1 м о м
О О
СЧ CV
V0 о о о
И О (0
ttt
О
lg
О !
v иЪ л м л м о о
<Ч !!Ъ О О о ф е л О и л О о о м !ч о о
00 (Ч
О Л о
A
Э
Dt-ж о О
Ф
М о
1!!
Гч
k 1
I
1 1 л
1 I
1 м о
Ю л о
М7 и
О
Ю
Я CV л л о о а О
О О
A о о
Ъ ь а о
О
D л
МЪ о уъ ю о л л о о. о о м
Ю
Ю ь йЪ о а ю о л о о м о
Ю л о
Щ о л о о л л о о и е л
О м л
О м
О О а л ю о м л м
О О л л ю о
tA ь
Ю ь м м
Ю л
О л о л о е о л о О ЧР о о л л о о ьГ!
О л о л
О л о
С4 ю о л о о
0Q
D о
С>
О о
IA
Ю
Ю о л
D о л л о ю!
Г! л о
О л IЪ
О
Ю л о о о о
Cot
В о о л и ь
Ю о а о о л о о л а ° л
D м л
Ю о о
CO Ch
В л о о
М 1/Ъ а л о о
С4
ОЪ л Ю
00 о ю
СЧ
О Л л л м м а О
В л (! м л л м ГЪ р л м сч О л л м м о л л о
Р l7I
I-t t X tt!
И tu x
1 З 1:
15o м
1 Ж 1
l (tt Ф! !
ХО О, Ь и 51Л И
I Р.
Г
1 а3 t! o l
1 !
1 — — — — —.
1 t
1 1
tto 1
00 а Д;!!!!
О
6 ! Ж ! Ф ! Е
I
I
I Э 1
Х I
1 Х
K 1
Р 1
Я I
I о О!1
1„ л со В О О СМ а ле <Ч 0) ф I N
7 1320255
Таблица 2
Отличие механических свойств чугуна у наружной и внутренней поверхности трубы при сравнительных испытаниях
Продолжение табл.2
7,0
50,0
Разность относи
Разность б (н) — (» (ь) по отно
Разность
Чугун, вариант
6,5
50,0 тельных удлинений
6,0
50,0
5,5
49,3
6,0
49,2
6,0
49,2
50,8
t ь("1бд ( 5,5 50,8. 14 330 15 320 1 2 6,0 48,3 6,0 37,0 Предложенный 4,0 20,6 4,0 16,7 50,0 7,0 4,0 15,9 50,7 7,0 5,5 41,7 6,0 50,7 51,4 6,0 вест35 ный 51,4 6,0 7,0 50,0 2l 330 6,5 50 0 Составитель Н. Косторный Редактор М. Келемеш Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар Заказ 2614/24 Тираж 604 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4. пределов прочности чугуна у наружнойб (н) и внутренней (7, (в) поверхностей трубы (б (н)-G5(b), МПа 1 330 .2 340 3 350 4- 360 5 360 6 330 шению к пределу прочности чугуна у наружной поверхности трубы чугуна у наружной (»„ и внутренней поверхности трубы «» В («» н -бв ) 5 7 330 8 340 9 340 f0 10 340 1! 320 ! 2 320 13 330 16 310 17 140 18 120 19 110 20 300
