RU2020182C1

RU2020182C1 - Alloying composition

Info

Publication number: RU2020182C1
Authority: RU
Inventors: А.Г. Османцев; Б.Г. Богданов; И.А. Карязин; Я.Г. Клецкин; А.А. Морозов; Н.А. Киприч; Б.С. Вершков; А.И. Чепрасов; Р.А. Мухаметзянов
Original assignee: Акционерное московское общество "Завод им.И.А.Лихачева"; Институт металлургии им.А.А.Байкова РАН
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1994-09-30

Abstract

FIELD: cast iron smelting intended to produce responsible box-type castings. SUBSTANCE: the alloying composition comprises (wt %): 0.3-3.0 carbon; 0.1-0.5 silicon; 0.10-1.5 manganese; 0.05-0.20 phosphorus; 0.05-0.20 sulfur; 0.04-1.0 chromium; 0.03-1.0 copper; 0.05-0.30 titanium; 0.03-0.30 vanadium; 0.03-0.15 nickel; 0.002-0.006 boron; and iron, the balance, he cast iron smelted by using the above-mentioned alloying composition has a density of 7,05-7,12 g/cm³, a Brinell hardness of 197-217 at 20 C and a Brinell hardness of 187-207 at 500 C. The number of castings having gas and shrinkage defects does not exceed 0.4 %. EFFECT: improved density and hot hardness with reduced number of gas and shrinkage defects.

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к лигатурам, и может быть использовано для выплавки чугунов с последующим получением из них ответственных отливок. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to ligatures, and can be used for smelting cast iron, followed by obtaining responsible castings from them.

Известна лигатура следующего химического состава, мас.%: Углерод 0,3-3,0 Кремний 0,7-8,0 Марганец 0,1-5,0 Хром 0,3-6,0 Медь 2-10 Титан 0,05-1,5 Ванадий 0,05-1,85 Никель 6-25 Алюминий 0,1-0,6 Кальций 0,05-5,2 Кобальт 0,08-1,2 Азот 0,012-0,08 Железо Остальное [1]
Однако чугуны, выплавленные с использованием этой лигатуры, обладают невысокой плотностью и горячей твердостью, а отливки, залитые этими чугунами, имеют повышенное количество трещин, газовых и усадочных раковин.The following alloy composition is known, wt.%: Carbon 0.3-3.0 Silicon 0.7-8.0 Manganese 0.1-5.0 Chrome 0.3-6.0 Copper 2-10 Titanium 0.05 -1.5 Vanadium 0.05-1.85 Nickel 6-25 Aluminum 0.1-0.6 Calcium 0.05-5.2 Cobalt 0.08-1.2 Nitrogen 0.012-0.08 Iron Other [1 ]
However, cast irons smelted using this ligature have a low density and hot hardness, and castings filled with these cast irons have an increased number of cracks, gas and shrink shells.

Наиболее близким к предлагаемой лигатуре сплавом является чугун следующего состава, мас.%: Углерод 2,5-3,5 Кремний 1,5-2,2 Марганец 1,0-1,5 Хром 0,05-0,40 Медь 0,1-0,3 Титан 0,01-0,50 Ванадий 0,1-0,7 Никель 0,01-0,50 Бор 0,01-0,15 Железо Остальное [2]
Этот сплав может содержать также до 0,04% фосфора и серы в виде примесей.The closest alloy to the proposed alloy is cast iron of the following composition, wt.%: Carbon 2.5-3.5 Silicon 1.5-2.2 Manganese 1.0-1.5 Chrome 0.05-0.40 Copper 0, 1-0.3 Titanium 0.01-0.50 Vanadium 0.1-0.7 Nickel 0.01-0.50 Boron 0.01-0.15 Iron Else [2]
This alloy may also contain up to 0.04% phosphorus and sulfur in the form of impurities.

Чугуны, выплавленные с использованием этого сплава, имеют недостаточную плотность и горячую твердость при наличии в отливках газовых и усадочных раковин. Cast iron smelted using this alloy has insufficient density and hot hardness in the presence of gas and shrink shells in castings.

Цель изобретения - повышение плотности и горячей твердости выплавляемого чугуна при уменьшении брака отливок по газовым и усадочным дефектам. The purpose of the invention is to increase the density and hot hardness of cast iron while reducing castings defectiveness due to gas and shrinkage defects.

Предлагаемая лигатура, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, медь, титан, ванадий, никель, бор и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 1,3-3,0 Кремний 0,1-0,5 Марганец 0,10-1,5 Фосфор 0,05-0,20 Сера 0,05-0,20 Хром 0,04-1,0 Медь 0,03-1,0 Титан 0,05-0,30 Ванадий 0,03-0,30 Никель 0,03-0,15 Бор 0,002-0,006 Железо Остальное
При разработке требований к лигатуре было определено, что она должна представлять собой сплав на основе железа, не имеющий выделений графита.The proposed ligature, containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, chromium, copper, titanium, vanadium, nickel, boron and iron, contains components in the following ratio, wt.%: Carbon 1.3-3.0 Silicon 0.1 -0.5 Manganese 0.10-1.5 Phosphorus 0.05-0.20 Sulfur 0.05-0.20 Chromium 0.04-1.0 Copper 0.03-1.0 Titanium 0.05-0 30 Vanadium 0.03-0.30 Nickel 0.03-0.15 Boron 0.002-0.006 Iron Else
When developing the requirements for the ligature, it was determined that it should be an iron-based alloy that does not have graphite emissions.

При соблюдении этих условий использование разрабатываемой лигатуры позволит повысить уровень свойств выплавляемого на ее основе чугуна не столько за счет его легирования, сколько в результате улучшения наследственных свойств металла. Under these conditions, the use of the developed ligature will increase the level of properties of cast iron melted on its basis not so much due to its alloying, but as a result of improving the hereditary properties of metal.

Предложенная и известная лигатуры выплавлены на основе попутного продукта, получаемого при производстве титановых шлаков (табл.1). The proposed and known ligatures are smelted on the basis of a by-product obtained from the production of titanium slags (Table 1).

Пример конкретного выполнения. An example of a specific implementation.

Чугун выплавляли в большегрузной индукционной печи на шихте, состоящей из 45% лигатуры, 15% чушковых чугунов, 15% стальных отходов, 10% ферросплавов, собственные чугунные отходы - остальное. Температура выпуска чугуна из печи - 1500^oC. Температура заливки образцов и отливок - 1400^oC.Cast iron was smelted in a heavy-duty induction furnace on a charge consisting of 45% ligature, 15% pig iron, 15% steel waste, 10% ferroalloys, and the rest was cast iron own waste. The temperature of the release of pig iron from the furnace is 1500 ^o C. The temperature of the casting of samples and castings is 1400 ^o C.

Химический состав чугунов приведен в табл.2. The chemical composition of cast irons is given in table 2.

Свойства чугунов приведены в табл.3. The properties of cast irons are given in table 3.

Твердость и плотность исследовали на стандартных образцах. Hardness and density were investigated on standard samples.

Наличие газовых раковин определяли на отливках гильз цилиндров, а наличие усадочных раковин и пористости - на отливках блоков цилиндров. В обоих случаях это делали после механической обработки. The presence of gas shells was determined on castings of cylinder liners, and the presence of shrinkage shells and porosity was determined on castings of cylinder blocks. In both cases, this was done after machining.

Анализ данных, приведенных в табл. 1-3, показывает, что в сравнении с известным сплавом использование предложенной лигатуры позволяет повысить свойства чугуна при улучшении качества изготовленных из него отливок. Analysis of the data given in table. 1-3, shows that, in comparison with the known alloy, the use of the proposed ligature can improve the properties of cast iron while improving the quality of castings made from it.

Claims

A master alloy containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, sulfur, chromium, copper, titanium, vanadium, nickel, boron and iron, characterized in that, in order to increase the density and hot hardness of smelted cast iron while reducing castings defect due to gas and shrinkage defects , it contains elements in the following ratio, wt.%:
Carbon 1.3 - 3.0
Silicon 0.1 - 0.5
Manganese 0.10 - 1.5
Phosphorus 0.05 - 0.20
Sulfur 0.05 - 0.20
Chrome 0.04 - 1.0
Copper 0.03 - 1.0
Titanium 0.05 - 0.30
Vanadium 0.03 - 0.30
Nickel 0.03 - 0.15
Boron 0.002 - 0.006
Iron Else