Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

ЧУГУН - Патент РФ 2172793
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ЧУГУН
ЧУГУН

ЧУГУН

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к черной металлургии, а именно к составам свариваемых деформируемых чугунов, которые могут быть использованы при производстве труб пластическим деформированием литой заготовки. Чугун содержит, мас. %: 2,60-3,97 углерода, 1,0-4,8 кремния, 0,02-0,40 марганца, 0,01-0,09 магния, 0,006-0,02 никеля, 0,003-0,02 меди, 0,005-0,04 титана, 0,002-0,015 хрома, 0,009-0,10 фосфора, остальное - железо. Изобретение позволяет улучшить качество труб, получаемых пластическим деформированием, за счет повышения ударной вязкости и свариваемости. 2 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172793
Класс(ы) патента: C22C37/10, C22C37/04
Номер заявки: 2000107375/02
Дата подачи заявки: 28.03.2000
Дата публикации: 27.08.2001
Заявитель(и): Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Автор(ы): Трайно А.И.; Пименов А.Ф.; Бахтаров Г.Л.; Бородин Ю.В.; Карташов В.И.; Сарычев И.С.; Круглов А.В.
Патентообладатель(и): Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составам свариваемых деформируемых чугунов, которые могут быть использованы при производстве труб пластическим деформированием литой заготовки. Известен чугун следующего химического состава, мас.%:
Углерод - 3,25-3,75
Кремний - 2,0-2,6
Марганец - 0,2-0,6
Никель - 0,5-1,5
Медь - 0,1-0,5
Железо - Остальное.
Данный чугун содержит в виде примесей также до 0,02% серы, до 0,16% фосфора и магния [1].
Известный чугун имеет низкие пластические и вязкостные свойства, что не позволяет использовать его для изготовления труб пластическим деформированием литой заготовки.
Известен также ковкий перлитный чугун следующего состава, мас.%:
Углерод - 2,4-3,2
Кремний - 1,00-1,75
Марганец - 1,3-2,0
Медь - 0,7-1,3
Никель - 0,3-1,0
Сера - 0,08-0,18
Фосфор - до 0,12.
Железо - Остальное [2].
Этот чугун также имеет низкие пластические и вязкостные свойства, что не позволяет изготавливать из него трубы путем пластического деформирования.
Наиболее близким по своему химическому составу и свойствам к предлагаемому изобретению является чугун для изготовления труб пластическим деформированием, содержащий, мас.%:
Углерод - 2,7-3,2
Кремний - 1,0-2,5
Никель - 0,3-0,8
Магний - 0,005-0,05
РЗМ - 0,008-0,09
Марганец - 0,05-0,14
Алюминий - 0,005-0,02
Кальций - 0,001-0,004
Железо - Остальное [3]-прототип.
Недостатки известного чугуна состоят в том, что он имеет низкие показатели ударной вязкости и свариваемости, что приводит к снижению качества труб и ограничивает область их применения.
Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в улучшении качества труб, полученных пластическим деформированием, за счет повышения ударной вязкости и свариваемости.
Указанная техническая задача решается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, никель и железо, дополнительно содержит медь, титан, хром и фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 2,60-3,97
Кремний - 1,0-4,8
Марганец - 0,02-0,40
Магний - 0,01-0,09
Никель - 0,006-0,02
Медь - 0,003-0,02
Титан - 0,005-0,04
Хром - 0,002-0,015
Фосфор - 0,009-0,10
Железо - Остальное
Чугуны известного и предложенного составов содержат углерод, кремний, марганец, магний, никель и железо, концентрации которых (за исключением никеля) полностью или частично взаимно перекрываются.
Отличия предложенного чугуна состоят в том, что содержание в нем никеля составляет 0,006-0,02%, тогда как в известном его 0,3-0,8%. Предложенный чугун содержит также 0,003- 0,02% меди, 0,005-0,04% титана, 0,002-0,015% хрома и 0,009-0,10% фосфора, которых в известном чугуне нет.
Углерод в чугуне обеспечивает его высокую прочность и коррозионную стойкость. При содержании углерода более 3,97% резко ухудшается технологическая пластичность чугуна, что приводит к трещинообразованию в процессе горячей прокатки. При снижении содержания углерода менее 2,60% происходит падение его прочности и коррозионной стойкости, что недопустимо.
При содержании кремния менее 1,0% ухудшается графитизация чугуна и его деформируемость. Если содержание кремния превышает 4,8%, то это приводит к охрупчиванию чугуна и потере пластических свойств.
Марганец обеспечивает десульфурацию чугуна, повышает его прочностные и вязкостные свойства. Снижение содержания марганца менее 0,02% приводит к утрате его положительного влияния на механические свойства. Но увеличение содержания марганца более 0,40% ухудшает графитизацию чугуна и его деформируемость.
Магний раскисляет и модифицирует чугун, обеспечивая глобуляризацию углеродных включений. При содержании магния в чугуне предложенного состава менее 0,01% происходит потеря пластичности и деформируемости литой структуры. Увеличение содержания магния более 0,09% приводит к возрастанию количества и размеров неметаллических включений по границам зерен, что ухудшает технологическую пластичность чугуна.
Никель оказывает благоприятное влияние на процесс графитизации и способствует повышению механических свойств и свариваемости. Однако если содержание никеля в чугуне превышает 0,02%, то ухудшается его деформируемость. При содержании никеля менее 0,006% снижается комплекс механических свойств и стойкость чугуна против питтинговой коррозии, что недопустимо.
Медь введена в чугун для повышения его свариваемости и коррозионной стойкости. При снижении содержания меди менее 0,003% свариваемость чугуна ухудшается. Увеличение содержания меди более 0,02% ухудшает деформируемость чугуна.
Титан способствует повышению ударной вязкости и коррозионной стойкости чугуна. При содержании титана менее 0,005% его положительное влияние исчезает. Повышение содержания титана более 0,04% не приводит к дальнейшему повышению свойств, а лишь увеличивает расход легирующих материалов.
Хром повышает вязкостные и антикоррозионные свойства чугуна, улучшает его свариваемость. При содержании хрома менее 0,002% показатель ударной вязкости падает. Увеличение содержания хрома более 0,015% ухудшает графитизацию, снижает пластичность и деформируемость чугуна.
Фосфор в количестве 0,009-0,10%, в присутствии меди, существенно повышает коррозионную стойкость чугуна, улучшает его свариваемость. При затвердевании фосфор образует легкоплавкую тройную эвтектику (с температурой плавления 950oC), улучшающую горячую деформируемость чугуна. Однако увеличение содержания фосфора более 0,10% приводит к резкому падению ударной вязкости. Снижение содержания фосфора менее 0,009% ухудшает свариваемость и коррозионную стойкость чугуна.
В табл. 1 приведены составы предлагаемого и известного чугунов.
Из чугунов, составы которых приведены в табл. 1, центробежным способом отливали гильзы. Литые гильзы затем подвергали горячей прокатке на оправке в трубы. От труб отбирали пробы для оценки их качества. В табл. 2 приведены показатели качества труб, полученных прокаткой литых чугунных заготовок.
Свариваемость чугунов оценивали по двум показателям: месту разрушения образца с поперечным сварным швом при испытании на разрыв и по углу загиба вдоль шва, который образец выдерживал без образования трещин. Из табл. 2 следует, что чугун предложенного состава (составы N 2-4) в деформированном состоянии имеет наилучшую ударную вязкость и свариваемость. Это обеспечивает улучшение качества труб. В случаях запредельных значений содержания элементов (составы N 1 и 5) ударная вязкость и свариваемость ухудшаются. Также более низкими ударной вязкостью и свариваемостью обладает чугун известного состава, принятый в качестве прототипа (состав N 6).
Технико-экономические преимущества предложенного чугуна состоят в том, что введение в его состав 0,003-0,02% меди, 0,005-0,04% титана, 0,002-0,015% хрома и 0,009-0,10% фосфора при регламентированном содержании остальных элементов обеспечивает улучшение качества труб, полученных пластическим деформированием, за счет повышения ударной вязкости и свариваемости.
В качестве базового объекта принят чугун-прототип. Использование чугуна предложенного состава позволит повысить рентабельность производства труб на 15-17%.
Источники информации
1. Патент ФРГ N 1213621, МПК C 22 C 37/04, 1963 .
2. Авт.св. СССР N 1137110, МПК C 22 C 3 7/00,1985.
3. Патент РФ N 2098508, МПК C 22 C 37/10, 1997 - прототип.
Формула изобретения: Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, магний, никель и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит медь, титан, хром и фосфор при следующем соотношении компонентов, маc.%:
Углерод - 2,60 - 3,97
Кремний - 1,0 - 4,8
Марганец - 0,02 - 0,40
Магний - 0,01 - 0,09
Никель - 0,006 - 0,02
Медь - 0,003 - 0,02
Титан - 0,005 - 0,04
Хром - 0,002 - 0,015
Фосфор - 0,009 - 0,10
Железо - Остальноев