Корозійностійкий чавун

Корозійностійкий чавун, що містить вуглець, кремній, марганець, хром, сірку, фосфор, залізо, який відрізняється тим, що він додатково містить ніобій, титан, цирконій, церій, мідь при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: 2 (19) 1 3 60689 фосфор до 0,04 залізо решта. Заявниками визначено, що сумарний вміст ніобію + титану + цирконію повинен бути не більше 2 мас. %. Перевищення цього вмісту більш ніж 2мас.% призводить до утворення тріщин в тонких перетинах відливок через здрібнення зерна та утворення високого напруження у матриці чавуна. Відомо використання в чавунах ніобію, титану, цирконію для утворення d або у залізі як самостійних, так і складних карбідів, які забезпечують підвищення жарокорозійної стійкості, а також для покращення морфології карбідної фази та суттєвого збільшення мікротвердості металевої основи, що також забезпечує підвищення жаростійкості. Ніобій, цирконій, титан підвищують мікротвердість карбідів типа М7Сз за рахунок розчинення у них. Основним впливом ніобію, цирконію, титану є утворення комплексних стабільно стійких карбідів, за рахунок яких підвищується корозійна стійкість чавуна. Термічна обробка виробів при температурі 900 - 920° С з витримкою 8 хв. на 1 мм перетину сприяє переведенню карбідів із меж зерен та розподілу їх у матриці чавуна, а також позитивно впливає на знімання напружень і підвищує корозійну стійкість. Церій здрібнює зерно металевої основи, чим сприяє підвищенню міцності, а також зв'язує сірку, вилучаючи із чавуна легкоплавкі сіркові сполучення, які знижують жаростійкість. Кремній, який додають у чавун у заявленій кількості, є технологічним додатком, покращуючим рідкотекучість чавуна. 4 Марганець у заявленій кількості сприяє стабілізації структури металевої основи, підвищує жароміцність, жаростійкість та ударну в'язкість чавуна. Мідь у заявленій кількості підвищує пластичність та сприяє покращенню обробки деталей. При вмісті міді менш ніж 0,75 мас. % ці якості знижуються. При вмісті міді більш ніж 1,5 мас. % помітного позитивного впливу не спостерігається. Хром, який додають у чавун у заявленій кількості, потрібен для утворення комплексних карбідів на основі хрому, ніобію, титану, цирконію і підвищення опірності окисленню, що забезпечує високу жаростійкість і корозійну стійкість деталей у газових середовищах при високих температурах. При вмісті вуглецю менш, ніж 0,5 мас. %, знижується твердість, і хром у значній кількості перебуває у вільному стані, що приводить до утворення крупнокристалічної структурі. При вмісті вуглецю більш, ніж 0,8 мас. %, підвищується твердість чавуну (більш, ніж 270 од.), що призводить до утворення тріщин, внаслідок чого погіршується його механічна обробка. Верхні границі за вмістом фосфору та сірки обмежені загальновідомим шкідливим впливом їх на чавун. З метою порівняння жаростійких, механічних і корозійних властивостей чавуни виплавляли в індукційній печі з основною футеровкою і електричній печі з основною футеровкою, які мали наступний склад компонентів, мас. % (табл. 1). Таблиця 1 Компоненти вуглець кремній марганець хром ніобій титан цирконій церій мідь сірка фосфор залізо Склад компонентів, мас. % 2 3 1 0,51 1,25 1.55 22,6 0,35 0,41 0,33 0,08 0,77 0,035 0,03 решта 0,67 1,47 1,8 24,1 0,51 0,6 0,41 0,1 1,25 0,03 0,035 решта Швидкість корозії чавуна під час дослідження в промислових умовах при температурі 860 - 985° С склала: проба № 1 - 0,11 мм/рік; проба № 2 - 0,08 мм/рік; проба № 3 - 0,15 мм/рік. Швидкість корозії зразка чавуна ЧХ28 склала 0,33 мм/рік . 0,79 1,73 2,0 25,0 0,74 0,73 0,5 0,15 1,5 0,04 0,04 решта ЧХ28 0,84 1Д5 0,68 28,5 0,07 0,09 решта. Випробування механічних властивостей велося за ГОСТ 1497 - 73 на зразках, вирізаних із заготівок для гільз котла утилізатора, виготовлених із запропонованого чавуна та чавуна ЧХ28 (табл. 2). Протягом 8000 годин проводилось випробування на корозійну стійкість запропонованого чавуна та чавуна ЧХ28 (табл.2) за температурою 850-920 °С. 5 60689 6 Таблиця 2 Показники властивостей 1 223 440 490 0,П Твердість, НВ 2 Границя міцності при розтязі, в Н/мм 2 До термічної обробки, в Н/мм 2 Після термічної обробки, в Н/мм Швидкість корозії, мм/рік Таким чином, деталі, виготовлені із запропонованого легованого чавуна працюють в умовах корозійного зношення при температурі 850 – 1000 °С з тривалими характеристиками, більше ніж на 30 % перевищуючими механічні властивості чавуну – найближчого аналога, що дає змогу зменшити собівартість виробів із запропонованого чавуну. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков № складу зразку 2 3 241 255 510 540 0.08 550 610 0,15 ЧХ28 270 370 0,35 Підвищення корозійної стійкості чавуна також сприяє зниженню витрат на експлуатацію устаткування. Джерела інформації: 1. Л.И. Леви, С.Н. Кантеник «Литейные сплавы», Изд. «Высшая школа», М. 1967 стр.250. Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601