Сплав на основе железа

 

О П И С А Н И Е 926059

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советсиик

Социалистические

Рес убпин (S3)N. Кл. (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 08. 09.80 (2!) 2992480/22-02

С 22 С 38/12 с прнсоеаинениеет заявки М (23) ПриоритетРзеуАеретееееые квинтет

СССР

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень М 17

Дата опубликования описания 09 .05.82 ав делен изебретеннй и еткрытвй (БЗ) ЙК 669.15. .018.2(088.8) В.В. Одарченко, М.В. Волощенко ""Е.;А;--Суходальская, В.B. Овчаренко и р.я. Зуоавенко

> . °

Рубежанский филиал Ворошиловг рйдского машиност ю тельного института и Харьковский орде а Ленина:иоаитехничрский институт им. В.И. тйенина .,: .

I (72) Авторы изобретения (7!) Заявители (54) С11ЛАВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию материа.лов для производства коррозионностой кого литья в химической промышленности для изготовления корпусов Iàïïàðàтов, деталей насосов, арматуры.

Известен коррозионностойкий сплав (13, содержащий, вес.3:

Углерод 0,3-0,7

Марганец, 0,3-0,8

Кремнии 12,5- 15

Медь 7-9

РЗЭ 0,05 1

Железо . Остальное

IS

Известен коррозионностойкий сплав на основе железа (2 ), содержащий, вес.4:

Углерод 0,5-0,6

Кремний 14,5-16

Марганец 0,3-0,5

Молибден 3,5-4р5

Сера 0,01-.0„05

Селен О, 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 химичес-. кого состава, вес.Ф:

Углерод 0,5-0,9

Кремний 14-16

Марганец О 3"0,8

Молибден 3-4

Железо, Остальное

В качестве примесей сплав содержит фосфор не более 0,1 вес.б и серу не более 0,07 вес.е.

Данный сплав имеет следующие механические свойства: предел прочности

IlpN изгибе 14 кгс/мм ; предел йрочности при растяжении 6 кгс/мм .

Недостатком этого сплава является невысокая механическая прочность.

Кроме того, сплав относится к трудно3 92605 обрабатываемым материалам, ввиду низкой оптимальной скорости обработки.

При скорости резания 15 м/мин стой кость резца 40 мин.

Цель изобретения - повышение прочностных характеристик и обрабатываемости резанием при сохранении коррозионной стойкости.

Указанная цель достигается тем, что сплав на основе железа, содержа- 10 щий углерод, кремний, марганец и молибден, дополнительно содержит редкоземельные металлы, кальций, магний и барий при следующем соотношении компонентов, вес.3: 15

Углерод . 0,5-0,9

Кремний 14-16

Марганец 0,4-0,6

Молибден 3-4

РЗМ 0,.01-0,, 1 20

Кальций 0,01-0,06

Магний 0,01-0,06

Барий О, 01-0, 06

Железо Остальное

Пример 1. Плавку проводят 2$ в индукционной печи ИСТ-0,06.

Шихта содержит, 4 .

Ферросилиций

45 -ный. 34

Чушка ЛК-2 12

Стальной лом 54

Ферромолибден

ФМЗ 6-8

После расплавления шихты сплав перегревают до 1500 С и при этой тем-., пературе выдерживают 20-30 мин, после чего вводят РЗМ в виде СИИТМИШ- 1 в количестве 0,01-0,13 от веса расплава, а затем 0,5- 13 от веса расплава комплексного модификатора типа

46

ЖКМК-4 рВа.

Ли гатура редкоземельных металлов с иттрием СИИТМИШ-1 имеет состав, 3:

Р3Н 31,3 (Се 10-124; Ч, Pr, Nd, ТЬ 4-53; Cd остальное)

9 4

Кремний 47,6

РЗМ . 4,6

Кальций 7,2

Магний 9,4

Барий 4,8

После перемешивания металл выдают в ковш на разливку. Температура заливки сплава 1300 С.

Для и спытани я на изгиб отли вают в сырую форму три образца Ф 30 мм и длиной 350 мм. Предел прочности при растяжении определяют на литых образцах с диаметром расчетного сечения

ll5 мм. Испытаниям на ударную вязкость подвергают образцы ф 20 мм и длиной

50-60 мм без надреза.

Коррозионную стойкость сплава определяют весовым методом. Испытаниям подвергают три образца (от каждой плавки) ф 18 мм и длиной 10 мм в

304-ном растворе соляной кислоты с температурой среды 60 С ° Продолжительность испытания 120 ч. Исследованиям на обработку подвергают образцы ф 80 мм и длиной 200 мм на токарновинторезном станке 1М61.

Режим резания: скорость резания

30 и/мин, глубина резания 1 мм, подача 0,09 мм/об.

Режущий инструмент: неперетачиваемые пластинки BK 8; угол наклона главной режущей кромки 5, главный и вспомогательный углы в плане, соот,ветственно, 45 и 450, передний угол о равен нулю, главный задний угол 10

Износ измеряют по задней грани на микроскопе ММИ-. 2.

ЭО

Кремний 31,7

Алюминий 4,6

Комплексный модификатор типа

ЖКМК-4 рВа имеет состав, 4:

Испытания на изгиб и растяже,ние проводят на машине УММ 20, испытания на ударную вязкость — на маят никовом копре МК-30 при расстоянии между опорами 40 MM.

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 53 ) сплавов приведены в табл. 1.

926059

Табли ц а

Содержание в сплаве, Компоненты предлагаемом по примерам известном 2 (3

0,1 0,01

0,06 0,01

0,05 о,а3

РЗМ

Кальций

0,01

0,06 0,04

0,о1 о,04

Магний

0,06.Барий

Остальное Осталь- Остальное ное

Остальное

Железо

Механические характеристики, кор" z> емого и известного 73) представлены розионная стойкость сплавов предлага" в табл. 2.

° °

Таблица 2

Механические свойства

Сплавы

Предлагаемый по примерам

Известный

1 2 3

Предел прочности при изгибе, кгсlмм 27

Предел прочности при растяжении, кгс/мм

Ударная вязкость без надреза, кгсм/см .

0,4

0,1-О,2

1,12

Коррозионная стойкость, мм/год

0,48-1,2

1,16

1,20

45

Углерод

Кремний

Марганец

Молибден

Стойкость резца при скорости резания

30 м/мин, мин т.

0,5

16,0

0,4

3,0

0,8 О 9

15,1 14 0

0,4 О,Ь

33 40

0,5 0,6

0,73 О 51 о,84 о,54

0,86 О 59

0,5-0,9

14-16

0,3-0,8

3-4

926059 8

Сплав на основе желм а по данному ден, отличающийся тем, изобретению имеет более высокие проч- что, с целью повышения прочностных ностные характеристики и обрабатывае- характеристик и обрабатываемости ремость резанием при сохранении высокой занием при сохранении корроэионной коррозионной стойкости. стойкости, он дополнительно содержит

Так предел прочности при изгибе редкоземельные металлы, кальций, магувеличивается в сравнение с известным ний и барий при следующем соотношении сплавом в два раза, предел прочности компонентов, вес.3: при растяжении увеличивается на 503, Углерод 0,5-0,9 в два раза увеличивается допустимая .. 10 Крем ни 14-16 скорость резания. Марганец 0,4-0,6

Изготовленные из предлагаемого спла- "олибден 3-4 ва насосы, аппараты и детали устанав- Редкоземельные ливаются в схемах производства химметаллы 0,01-0,1 завода в следующих средах: пары азот- Кальц"й 0,01-0,06 ной,кислоты и окислов азота при 80- 0,01-0, 06

90 С, купоросное масло при 60-90оС ° БаР 0,01-0,06 крепкая азотная кислота при 20оС, деЖелезо Остальное нитрированная кислота при 70 С.

Хорошая прочность и пластичность Источники информации, ю улучшает эксплуатационные качества принятые во внимание при экспертизе сплавов, что позволяет заменить ими 1, Авторское свидетельство СССР не ржа веющие ст али . М 325273, кл. С 22 C 38/.16 1.972.

Формула и зобретения 2. Авторское свидетельство СССР

Сплав на основе железа, содержащий У 692900, кл, С 22 С 38/60, 1979.

25 ! углерод, кремний, марганец и молиб- 3. ГОСТ 11849"76.

Составитель Г. Дудик редактор В. Бобков Техоед Ж. Кастелевич Koggetcxog M. Лемчик

Заказ 2893/11 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

3 Я Зд v ° дд ° филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, Ч