RU2122043C1 - Alloyed cast iron - Google Patents
Alloyed cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2122043C1 RU2122043C1 RU97118567A RU97118567A RU2122043C1 RU 2122043 C1 RU2122043 C1 RU 2122043C1 RU 97118567 A RU97118567 A RU 97118567A RU 97118567 A RU97118567 A RU 97118567A RU 2122043 C1 RU2122043 C1 RU 2122043C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- vanadium
- iron
- nitrogen
- manganese
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 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
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000376 effect on fatigue Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000005496 tempering Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 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 области металлургии, а именно к составам легированных чугунов для изготовления изделий, работающих в условиях повышенного износа и циклических нагрузок, например валков прокатных станов, деталей грязевых и погружных насосов и т.п. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to compositions of alloyed cast irons for the manufacture of products operating under conditions of increased wear and cyclic loads, for example, rolls of rolling mills, parts of mud and submersible pumps, etc.
Известен чугун [1], содержащий компоненты в следующем соотношении, мас. %:
Углерод - 1,5 - 2,5
Кремний - 1,5 - 2,0
Марганец - 3,0 - 6,0
Хром - 6,0 - 10,0
Ванадий - 1,0 - 8,0
Молибден - 1,5 - 3,0
Алюминий - 0,03 - 1,0
Азот - 0,01 - 0,05
Кальций - 0,03 - 0,10
Железо - Остальное
Указанный чугун обладает недостаточной для изготовления указанных изделий твердостью и прочностью. Его прочность составляет 40-48 HRC, а предел прочности 250-300 МПа.Known cast iron [1] containing components in the following ratio, wt. %:
Carbon - 1.5 - 2.5
Silicon - 1.5 - 2.0
Manganese - 3.0 - 6.0
Chrome - 6.0 - 10.0
Vanadium - 1.0 - 8.0
Molybdenum - 1.5 - 3.0
Aluminum - 0.03 - 1.0
Nitrogen - 0.01 - 0.05
Calcium - 0.03 - 0.10
Iron - Else
The specified cast iron has insufficient hardness and strength for the manufacture of these products. Its strength is 40-48 HRC, and the tensile strength is 250-300 MPa.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому результату является чугун [2], содержащий компоненты в следующем соотношении, мас.%:
Углерод - 2,8 - 3,2
Кремний - 0,8 - 1,4
Марганец - 0,3 - 0,6
Хром - 14,0 - 16,0
Никель - 0,2 - 0,3
Ванадий - 1,1 - 1,3
Свинец - 0,03 - 0,10
Вольфрам - 0,001 - 0,05
Железо - Остальное
Этот чугун имеет повышенную износостойкость и твердость, но недостаточно стабильно высокие показатели прочности и низкий предел выносливости (таблица).Closest to the proposed technical essence and the achieved result is cast iron [2] containing components in the following ratio, wt.%:
Carbon - 2.8 - 3.2
Silicon - 0.8 - 1.4
Manganese - 0.3 - 0.6
Chrome - 14.0 - 16.0
Nickel - 0.2 - 0.3
Vanadium - 1.1 - 1.3
Lead - 0.03 - 0.10
Tungsten - 0.001 - 0.05
Iron - Else
This cast iron has increased wear resistance and hardness, but not sufficiently stable high strength and low fatigue limit (table).
Технической задачей, решаемой настоящим изобретением, является повышение предела прочности и выносливости чугуна. The technical problem solved by the present invention is to increase the tensile strength and endurance of cast iron.
Поставленная техническая задача достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий и железо, содержит также азот и редкоземельные металлы (РЗМ) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод - 2,8 - 3,2
Кремний - 0,8 - 1,4
Марганец - 0,3 - 0,6
Хром - 14,0 - 16,0
Никель - 0,2 - 0,3
Ванадий - 0,1 - 0,8
Азот - 0,1 - 0,3
РЗМ - 0,01 - 0,2
Железо - Остальное
Таким образом, предложенный состав чугуна отличается от прототипа изменением содержания ванадия и введением новых компонентов: азота и РЗМ.The stated technical problem is achieved in that cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium and iron also contains nitrogen and rare earth metals (REM) in the following ratio of components, wt.%:
Carbon - 2.8 - 3.2
Silicon - 0.8 - 1.4
Manganese - 0.3 - 0.6
Chrome - 14.0 - 16.0
Nickel - 0.2 - 0.3
Vanadium - 0.1 - 0.8
Nitrogen - 0.1 - 0.3
REM - 0.01 - 0.2
Iron - Else
Thus, the proposed composition of cast iron differs from the prototype by a change in the content of vanadium and the introduction of new components: nitrogen and rare-earth metals.
В связи с растворением ванадия в основе его содержание выше 0,8% (остальные 0,5% идут на образование карбидов) приводит к повышению хрупкости и усталостной прочности чугуна. Нижний предел 0,1% ванадия определен как препятствующий растворению азота в твердом растворе. Due to the dissolution of vanadium, its content is higher than 0.8% (the remaining 0.5% goes to the formation of carbides) leads to an increase in the brittleness and fatigue strength of cast iron. The lower limit of 0.1% vanadium is defined as preventing the dissolution of nitrogen in solid solution.
Азот вводят в состав для компенсации снижения ванадия. При содержании ниже 0,1% азота его содержание мало сказывается на усталостной прочности, а выше 0,3% в рассматриваемой композиции может привести к появлению азотистой пористости. Nitrogen is introduced into the composition to compensate for the reduction of vanadium. When the content is below 0.1% nitrogen, its content has little effect on fatigue strength, and above 0.3% in the composition under consideration can lead to the appearance of nitrogenous porosity.
Модифицирование редкоземельными элементами (РЗМ) в пределах 0,01 - 0,2% позволяет ликвидировать негативное влияние вредных примесей и осуществить размельчение как карбидов, так и основы. Modification with rare earth elements (REM) in the range of 0.01 - 0.2% allows you to eliminate the negative impact of harmful impurities and to grind both carbides and bases.
Все мероприятия в комплексе позволяют увеличить усталостную прочность чугуна при стабилизации на верхнем уровне прочностных характеристик, твердости и износостойкости. All measures in the complex allow to increase the fatigue strength of cast iron while stabilizing at the upper level of strength characteristics, hardness and wear resistance.
Опробование чугуна производили путем выплавки его в индукционной печи. Модифицирование РЗМ осуществлялось их введением в ковш в виде лигатуры, содержащей иттрий, церий и другие РЗМ. Отливка производилась в металлические формы. Отливались заготовки в виде цилиндров диаметром 20 мм и длиной 200 мм. Заготовки проходили термообработку по режиму: нагрев на 1030 - 1050oC, охлаждение на воздухе, отпуск 540-560oC, охлаждение с печью.Cast iron was tested by smelting it in an induction furnace. Modification of rare-earth metals was carried out by their introduction into the bucket in the form of a ligature containing yttrium, cerium and other rare-earth metals. Casting was carried out in metal molds. Billets were cast in the form of cylinders with a diameter of 20 mm and a length of 200 mm. The billets were heat-treated according to the regime: heating at 1030 - 1050 o C, cooling in air, tempering 540-560 o C, cooling with a furnace.
Свойства известного чугуна (прототипа) и предлагаемого на нижнем, среднем и верхнем уровне по легированию ванадием, азотом и РЗМ представлены в таблице. The properties of the known cast iron (prototype) and proposed at the lower, middle and upper levels for alloying with vanadium, nitrogen and rare-earth metals are presented in the table.
Как видно из таблицы, предел выносливости (усталостная прочность) имеет наиболее высокие показатели по сравнению с прототипом и легированием за пределами предлагаемого химсостава, что позволяет его успешно промышленно применять для нагруженных деталей типа бандажей прокатных валков. As can be seen from the table, the endurance limit (fatigue strength) has the highest rates compared to the prototype and alloying outside the proposed chemical composition, which allows it to be successfully used industrially for loaded parts such as bandages of rolling rolls.
Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 863702, кл. C 22 C 37/00, 1981.Sources of information
1. USSR author's certificate N 863702, cl. C 22 C 37/00, 1981.
2. Авторское свидетельство СССР N 1089163, кл. C 22 C 37/00, 1984. 2. USSR author's certificate N 1089163, cl. C 22 C 37/00, 1984.
Claims (1)
Углерод - 2,8 - 3,2
Кремний - 0,8 - 1,4
Марганец - 0,3 - 0,5
Хром - 14,0 - 16,0
Никель - 0,2 - 0,3
Ванадий - 0,1 - 0,8
Азот - 0,1 - 0,3
РМЗ - 0,01 - 0,2
Железо - ОстальноеиCast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium and iron, characterized in that it also contains nitrogen and rare earth metals (RMZ) with the following components, wt.%:
Carbon - 2.8 - 3.2
Silicon - 0.8 - 1.4
Manganese - 0.3 - 0.5
Chrome - 14.0 - 16.0
Nickel - 0.2 - 0.3
Vanadium - 0.1 - 0.8
Nitrogen - 0.1 - 0.3
RMZ - 0.01 - 0.2
Iron - Rest
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118567A RU2122043C1 (en) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Alloyed cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU97118567A RU2122043C1 (en) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Alloyed cast iron |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2122043C1 true RU2122043C1 (en) | 1998-11-20 |
| RU97118567A RU97118567A (en) | 1999-02-27 |
Family
ID=20198842
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU97118567A RU2122043C1 (en) | 1997-11-18 | 1997-11-18 | Alloyed cast iron |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2122043C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194790C1 (en) * | 2001-08-22 | 2002-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие ФАН" | Cast iron for rolls |
| RU2322528C1 (en) * | 2006-07-11 | 2008-04-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Cast iron |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4545817A (en) * | 1982-03-29 | 1985-10-08 | Elkem Metals Company | Alloy useful for producing ductile and compacted graphite cast irons |
| US4547221A (en) * | 1984-10-26 | 1985-10-15 | Norman Telfer E | Abrasion-resistant refrigeration-hardenable ferrous alloy |
| GB2205108A (en) * | 1987-05-30 | 1988-11-30 | Nippon Piston Ring Co Ltd | A rocker arm |
| SU1472516A1 (en) * | 1987-08-17 | 1989-04-15 | Белорусский Политехнический Институт | Cast iron |
| EP0371760A1 (en) * | 1988-11-28 | 1990-06-06 | NIPPON PISTON RING CO., Ltd. | High strength high chromium cast iron and valve rocker arm made thereof |
| EP2416957A1 (en) * | 2009-04-08 | 2012-02-15 | The Procter & Gamble Company | Stretchable laminates of nonwoven web(s) and elastic film |
-
1997
- 1997-11-18 RU RU97118567A patent/RU2122043C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4545817A (en) * | 1982-03-29 | 1985-10-08 | Elkem Metals Company | Alloy useful for producing ductile and compacted graphite cast irons |
| US4547221A (en) * | 1984-10-26 | 1985-10-15 | Norman Telfer E | Abrasion-resistant refrigeration-hardenable ferrous alloy |
| GB2205108A (en) * | 1987-05-30 | 1988-11-30 | Nippon Piston Ring Co Ltd | A rocker arm |
| SU1472516A1 (en) * | 1987-08-17 | 1989-04-15 | Белорусский Политехнический Институт | Cast iron |
| EP0371760A1 (en) * | 1988-11-28 | 1990-06-06 | NIPPON PISTON RING CO., Ltd. | High strength high chromium cast iron and valve rocker arm made thereof |
| EP2416957A1 (en) * | 2009-04-08 | 2012-02-15 | The Procter & Gamble Company | Stretchable laminates of nonwoven web(s) and elastic film |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2194790C1 (en) * | 2001-08-22 | 2002-12-20 | Закрытое акционерное общество "Научно-производственное предприятие ФАН" | Cast iron for rolls |
| RU2322528C1 (en) * | 2006-07-11 | 2008-04-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Cast iron |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5725690A (en) | Long-life induction-hardened bearing steel | |
| JP3556968B2 (en) | High carbon high life bearing steel | |
| US5698159A (en) | Long-life carburizing bearing steel | |
| JP4806477B2 (en) | Production method of as-cast spheroidal graphite cast iron products | |
| RU2122043C1 (en) | Alloyed cast iron | |
| RU2230817C1 (en) | Cast iron | |
| RU2147045C1 (en) | Mottled iron | |
| SU1548247A1 (en) | Cast iron for metal-rolling rolls | |
| RU2241779C1 (en) | Rail steel | |
| SU1721115A1 (en) | Steel | |
| SU1341234A1 (en) | Wear-resistant cast iron | |
| SU1725757A3 (en) | Wear-resistant cast iron | |
| US4929416A (en) | Cast steel | |
| JPH0452218A (en) | Manufacture of high toughness cast steel | |
| SU1305192A1 (en) | Cast iron | |
| SU1763507A1 (en) | Alloy | |
| CN111254364A (en) | Alloy steel with high strength and high wear resistance | |
| SU1255659A1 (en) | Wear-resistant white iron | |
| SU1749310A1 (en) | Low-carbon weld steel | |
| SU1742350A1 (en) | Steel | |
| SU1219665A1 (en) | Charge for melting | |
| SU1454873A1 (en) | Cast iron | |
| SU1663042A1 (en) | Cast iron | |
| SU732403A1 (en) | Steel | |
| SU1708911A1 (en) | Cast iron |