RU2026405C1 - Cast iron - Google Patents
Cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2026405C1 RU2026405C1 SU5026271A RU2026405C1 RU 2026405 C1 RU2026405 C1 RU 2026405C1 SU 5026271 A SU5026271 A SU 5026271A RU 2026405 C1 RU2026405 C1 RU 2026405C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- silicon
- nitrogen
- carbon
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title abstract description 40
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- -1 zirconium nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 3
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 239000010439 graphite Substances 0.000 abstract description 14
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 5
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 16
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 10
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к разработке составов чугунов для металлургических и машиностроительных отливок. The invention relates to metallurgy and foundry, in particular to the development of cast iron compositions for metallurgical and engineering castings.
Известен чугун, содержащий, мас.%: углерод 2,5-3,75; кремний 0,5-2,5; марганец 0,3-1,0; сера до 0,15; фосфор до 0,2; азот 0,0-5 0,1; железо и примеси - остальное [1]. Known cast iron, containing, wt.%: Carbon 2.5-3.75; silicon 0.5-2.5; manganese 0.3-1.0; sulfur up to 0.15; phosphorus up to 0.2; nitrogen 0.0-5 0.1; iron and impurities - the rest [1].
Недостаток указанного чугуна - высокая склонность к отбелу. The disadvantage of this cast iron is its high tendency to bleach.
Известен также чугун, содержащий, мас.%: углерод 3,4; кремний 2,43-2,62; марганец 0,7-0,8; фосфор 0,2; сера 0,06-0,11; азот 0,0074-0,028; железо - остальное [2]. Cast iron is also known, containing, wt.%: Carbon 3.4; silicon 2.43-2.62; manganese 0.7-0.8; phosphorus 0.2; sulfur 0.06-0.11; nitrogen 0.0074-0.028; iron - the rest [2].
Этот чугун обладает тем же недостатком, что и упомянутый. This cast iron has the same drawback as the one mentioned.
Наиболее близким по составу к заявляемому является чугун, содержащий, мас.%: углерод 2,8-4,0; кремний 1,0-4,0; марганец 0,1-2,0; азот 0,005-0,04; железо и примеси - остальное [3]. The closest in composition to the claimed is cast iron, containing, wt.%: Carbon 2,8-4,0; silicon 1.0-4.0; manganese 0.1-2.0; nitrogen 0.005-0.04; iron and impurities - the rest [3].
Недостатками этого чугуна являются малая дисперсность включений графита и высокая склонность к образованию отбела по причине слабого зародышеобразования. The disadvantages of this cast iron are the low dispersion of graphite inclusions and the high tendency to form bleached due to weak nucleation.
Целью изобретения являются повышение дисперсности включений графита и снижение склонности чугуна к отбелу. The aim of the invention is to increase the dispersion of graphite inclusions and reduce the tendency of cast iron to bleach.
Для достижения указанной цели в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, азот и железо, дополнительно вводят нитриды алюминия, титана, циркония при следующем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 2,6-4,8 Кремний 0,5-3,6 Марганец 0,15-2,0 Азот 0,008-0,05 Нитриды алюминия, титана, циркония 0,005-0,15 Железо Остальное. To achieve this goal, in the cast iron containing carbon, silicon, manganese, nitrogen and iron, nitrides of aluminum, titanium, zirconium are additionally introduced in the following ratio of components, wt.%: Carbon 2.6-4.8 Silicon 0.5-3, 6 Manganese 0.15-2.0 Nitrogen 0.008-0.05 Nitrides of aluminum, titanium, zirconium 0.005-0.15 Iron The rest.
Нитриды алюминия, титана, циркония, являются тугоплавкими и химически нейтральными по отношению к элементам чугуна веществами и проявляют себя как гетерогенные зародыши для кристаллизации включений графита. Увеличение количества зародышевой фазы в чугуне способствует повышению дисперсности включений графита и снижению склонности чугуна к отбелу. The nitrides of aluminum, titanium, zirconium are refractory and chemically neutral with respect to the elements of cast iron and manifest themselves as heterogeneous nuclei for the crystallization of graphite inclusions. An increase in the amount of the germinal phase in cast iron increases the dispersion of graphite inclusions and reduces the tendency of cast iron to bleach.
При содержании нитридов в чугуне менее 0,005 мас.% цель изобретения не достигается, так как их количество оказывается недостаточным для эффективного влияния на кристаллизацию чугуна (см. таблицу, опыт N 18). При содержании нитридов более 0,15 мас.% происходит снижение дисперсности включений графита из-за образования макросегрегаций нитридов (см. таблицу, опыт 21). When the nitride content in cast iron is less than 0.005 wt.%, The purpose of the invention is not achieved, since their number is insufficient to effectively influence the crystallization of cast iron (see table, experiment No. 18). When the nitride content is more than 0.15 wt.%, The dispersion of graphite inclusions decreases due to the formation of macrosegregations of nitrides (see table, experiment 21).
Углерод входит в состав чугуна как графитизирующий элемент. Оптимальное содержание углерода в чугуне 2,6-4,8 мас.%. При содержании менее 2,6 мас.% углерода повышается склонность к отбелу чугуна вследствие снижения способности сплава к графитизации (см. таблицу, опыт 2). Увеличение содержания углерода свыше 4,8 мас.% сопровождается снижением дисперсности включений графита вследствие нарушения соотношения между графитизирующими и перлитизирующими элементами в составе чугуна (см. таблицу, опыт 5). Carbon is a part of cast iron as a graphitizing element. The optimum carbon content of cast iron is 2.6-4.8 wt.%. When the content is less than 2.6 wt.% Carbon, the tendency to bleach cast iron increases due to a decrease in the ability of the alloy to graphitize (see table, experiment 2). An increase in carbon content of more than 4.8 wt.% Is accompanied by a decrease in the dispersion of graphite inclusions due to a violation of the ratio between graphitizing and perlitizing elements in the composition of cast iron (see table, experiment 5).
Кремний входит в состав чугуна как графитизирующий элемент. Оптимальное содержание кремния в чугуне 0,5-3,6 мас.%. При содержании кремния менее 0,5 мас.% не обеспечивается снижение склонности чугуна к отбелу вследствие пониженной способности сплава к графитизации (см. таблицу, опыт 6). Увеличение содержания кремния свыше 3,6 мас.% сопровождается укрупнением включений графита, так как кремний снижает растворимость углерода в железе (см. таблицу, опыт 9). Silicon is part of cast iron as a graphitizing element. The optimum silicon content in cast iron is 0.5-3.6 wt.%. When the silicon content is less than 0.5 wt.%, There is no reduction in the tendency of cast iron to bleach due to the reduced ability of the alloy to graphitization (see table, experiment 6). An increase in silicon content in excess of 3.6 wt.% Is accompanied by an enlargement of graphite inclusions, since silicon reduces the solubility of carbon in iron (see table, experiment 9).
Марганец входит в состав чугуна как перлитизирующий элемент. При его содержании менее 0,15 мас.% не обеспечивается повышение дисперсности включений графита вследствие высокой активности углерода в железе (см. таблицу, опыт 10). При содержании марганца более 2,0 мас.% повышается склонность чугуна к отбелу вследствие чрезмерного снижения активности углерода в железе марганцем (см. таблицу, опыт 13). Manganese is part of cast iron as a perlitizing element. When its content is less than 0.15 wt.%, The dispersion of graphite inclusions is not increased due to the high carbon activity in iron (see table, experiment 10). When the manganese content is more than 2.0 wt.%, The tendency of cast iron to bleach increases due to an excessive decrease in the activity of carbon in iron with manganese (see table, experiment 13).
Азот входит в состав чугуна как перлитизирующий элемент, его оптимальное содержание 0,008-0,05 мас.%. При содержании азота менее 0,008 мас.% не обеспечивается повышение дисперсности включений графита (см. таблицу, опыт 14). При содержании азота более 0,05 мас.% повышается склонность чугуна к отбелу вследствие стабилизирующего влияния азота (см. таблицу, опыт 17). Nitrogen is part of cast iron as a perlitizing element, its optimal content is 0.008-0.05 wt.%. When the nitrogen content is less than 0.008 wt.% Does not provide an increase in the dispersion of graphite inclusions (see table, experiment 14). When the nitrogen content is more than 0.05 wt.%, The tendency of cast iron to bleach increases due to the stabilizing effect of nitrogen (see table, experiment 17).
Железо составляет основу чугуна. Iron is the basis of cast iron.
П р и м е р. Проверку преимуществ изобретения проводили путем выполнения опытов по получению в условиях опытного производства Института проблем литья АН Украины чугунов заявляемого и известного составов. Условия проведения опытов выдерживались идентичными во всех случаях. Из жидкого чугуна получали отливки и технологические пробы, по которым оценивали склонность чугуна к отбелу и дисперсность включений графита. PRI me R. Checking the advantages of the invention was carried out by performing experiments on obtaining in the conditions of the pilot production of the Institute for Casting Problems of the Academy of Sciences of Ukraine the inventive and known cast irons. The experimental conditions were maintained identical in all cases. From cast iron, castings and process samples were obtained, which evaluated the tendency of cast iron to bleach and the dispersion of graphite inclusions.
Плавки металла выполнены в индукционной печи с кислой футеровкой. Шихту, состоящую из чушкового чугуна, стального лома и ферросплавов, расплавляли, подвергали азотированию карбамидом, затем при переливе металла из печи в ковш под струю вводили брикеты, полученные методами порошковой металлургии из нитридов алюминия, титана, циркония. В опытах с чугуном известного состава нитриды в чугун не вводились. Порошки нитридов, используемые для получения упомянутых брикетов имели размеры частиц 50 мкм и менее. Приготовленный таким образом чугун заливали в формы. После естественного охлаждения отливок их разрезали и изучали микроструктуру и замеряли глубину отбела. The metal melts are made in an induction furnace with an acid lining. The mixture, consisting of pig iron, steel scrap and ferroalloys, was melted, nitrided with carbamide, then when the metal was poured from the furnace into the ladle, briquettes obtained by powder metallurgy from aluminum, titanium, zirconium nitrides were introduced into the bucket. In experiments with cast iron of known composition, nitrides were not introduced into cast iron. The nitride powders used to produce the said briquettes had particle sizes of 50 μm or less. Thus prepared cast iron was poured into molds. After natural cooling of the castings, they were cut and studied the microstructure and measured the depth of bleached.
Результаты опытов приведены в таблице. Сравнительный анализ данных показывает, что чугун заявляемого состава обладает повышенной дисперсностью графита и пониженной склонностью к отбелу. Так, по сравнению с чугуном известного состава средняя длина включений графита уменьшилась на 15-55 мкм, глубина отбела снизилась на 3-13 мм. The results of the experiments are shown in the table. A comparative analysis of the data shows that cast iron of the claimed composition has a high dispersion of graphite and a low tendency to bleach. So, in comparison with cast iron of known composition, the average length of graphite inclusions decreased by 15-55 microns, the bleached depth decreased by 3-13 mm.
Опыт 1 выполнен с чугуном известного состава, опыты 2-23 с заявляемым. В опытах 2, 5, 6, 9, 10, 13, 14, 17, 18, 21 цель изобретения достигнута не была, так как содержания компонентов чугуна выходили за заявляемые пределы. В таблице приняты следующие обозначения: H - глубина отбела чугуна, мм; L - средняя длина (дисперсность) включений графита, мкм. Experiment 1 was performed with cast iron of known composition, experiments 2-23 with the claimed. In
Claims (1)
Углерод - 2,6 - 4,8
Кремний - 0,5 - 3,6
Марганец - 0,15 - 2,0
Азот - 0,008 - 0,05
Один или более компонентов из группы, содержащей нитриды алюминия, титана, циркония - 0,005 - 0,15
Железо - ОстальноеPIG IRON containing carbon, silicon, manganese, nitrogen and iron, characterized in that it additionally contains one or more components from the group consisting of aluminum, titanium, zirconium nitrides, in the following ratio, wt.%:
Carbon - 2.6 - 4.8
Silicon - 0.5 - 3.6
Manganese - 0.15 - 2.0
Nitrogen - 0.008 - 0.05
One or more components from the group comprising aluminum, titanium, zirconium nitrides - 0.005 - 0.15
Iron - Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5026271 RU2026405C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5026271 RU2026405C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Cast iron |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2026405C1 true RU2026405C1 (en) | 1995-01-09 |
Family
ID=21596367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5026271 RU2026405C1 (en) | 1992-01-04 | 1992-01-04 | Cast iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2026405C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2306355C1 (en) * | 2006-07-11 | 2007-09-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Cast iron |
-
1992
- 1992-01-04 RU SU5026271 patent/RU2026405C1/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 1. Патент США N 2339673, кл. 75-45, 1944. * |
| 2. Леви Л.И. Азот в чугуне для отливок, M.: Машиностроение, 1964, с.214. * |
| 3. Патент Японии N 55-29141, кл. C 22C 33/00, 1980. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2306355C1 (en) * | 2006-07-11 | 2007-09-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Cast iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5008074A (en) | Inoculant for gray cast iron | |
| US2978320A (en) | Method for producing a high strength ferrous metal | |
| RU2026405C1 (en) | Cast iron | |
| US5205856A (en) | Inoculation wire | |
| SU1573046A1 (en) | Low-silicon aluminium cast iron | |
| US4430123A (en) | Production of vermicular graphite cast iron | |
| US4292075A (en) | Slow fade inocculant and a process for the inocculation of melted cast iron | |
| US2625473A (en) | Lithium modified magnesium treatment of cast iron | |
| JP3797818B2 (en) | Graphite spheroidized alloy for cast iron production | |
| Riposan et al. | Benefits of residual aluminum in ductile iron | |
| SU1420055A1 (en) | Inoculan | |
| RU2148673C1 (en) | Cast iron | |
| SU1675376A1 (en) | Grey iron modifying agent | |
| RU2844947C1 (en) | Method of producing cast iron with spherical graphite | |
| SU1548213A1 (en) | Composition for inoculating iron | |
| SU1590481A1 (en) | Inoculator for iron | |
| RU2016073C1 (en) | Method of making vermicular graphite cast iron | |
| SU739124A1 (en) | Modifier | |
| RU2208648C2 (en) | Inoculant for iron inoculation | |
| SU834191A1 (en) | Iron innoculator | |
| SU1705395A1 (en) | Cast iron | |
| JPH0454723B2 (en) | ||
| SU1520131A1 (en) | Cast inoculant | |
| Kopyciński et al. | Effective inoculation of low-sulphur cast iron | |
| Janerka et al. | Various aspects of application of silicon carbide in the process of cast iron Melting |