[go: up one dir, main page]

RU2365660C1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
RU2365660C1
RU2365660C1 RU2007144960/02A RU2007144960A RU2365660C1 RU 2365660 C1 RU2365660 C1 RU 2365660C1 RU 2007144960/02 A RU2007144960/02 A RU 2007144960/02A RU 2007144960 A RU2007144960 A RU 2007144960A RU 2365660 C1 RU2365660 C1 RU 2365660C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
content
iron
manganese
nickel
Prior art date
Application number
RU2007144960/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007144960A (en
Inventor
Вячеслав Михайлович Микрюков (RU)
Вячеслав Михайлович Микрюков
Original Assignee
Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия" filed Critical Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия"
Priority to RU2007144960/02A priority Critical patent/RU2365660C1/en
Publication of RU2007144960A publication Critical patent/RU2007144960A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2365660C1 publication Critical patent/RU2365660C1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy, particularly to the composition of cast iron used to cast cylinder block for the vehicles with increased lift capacity. Cast iron contains, wt %: carbon 3.15-3.30; silicon 1.2-1.7; manganese 0.7-1.0; chromium 0.4-0.6; nickel 0.02-0.2; copper 0.6-0.9; titanium 0.03-0.08; zirconium 0.03-0.08; strontium 0.03-0.1;the rest is iron.
EFFECT: output of the cast iron with a high wearing capacity.
2 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке составов чугуна для отливок блоков цилиндров автомобилей повышенной грузоподъемности.The invention relates to the metallurgy of foundry, in particular to the development of cast iron compositions for castings of cylinder blocks of heavy vehicles.

Известен серый чугун, содержащий, маc.%:Known gray cast iron containing, wt.%:

углеродcarbon 2,8-4,22.8-4.2 кремнийsilicon 1,3-3,01.3-3.0 марганецmanganese 0,3-0,80.3-0.8 фосфорphosphorus 0,5-1,60.5-1.6 сераsulfur 0,03-0,10.03-0.1 хромchromium 0,1-0,30.1-0.3 никельnickel 0,05-0,150.05-0.15 титанtitanium 0,01-0,050.01-0.05 алюминийaluminum 0,02-0,060.02-0.06 молибденmolybdenum 0,03-0,10.03-0.1 кальцийcalcium 0,01-0,050.01-0.05 ванадийvanadium 0,05-0,150.05-0.15 железоiron остальноеrest

(SU 1006531 А, 23.03.1983, МПК С22С 37/10).(SU 1006531 A, 03/23/1983, IPC С22С 37/10).

Наиболее близким к заявляемому является чугун, содержащий, мас.%:Closest to the claimed is cast iron, containing, wt.%:

углеродcarbon 3,4-3,93.4-3.9 кремнийsilicon 1,2-1,71.2-1.7 марганецmanganese 0,7-1,00.7-1.0 хромchromium 0,4-0,60.4-0.6 никельnickel 0,02-0,20.02-0.2 медьcopper 0,6-0,90.6-0.9 титанtitanium 0,03-0,080.03-0.08 алюминийaluminum 0,01-0,050.01-0.05 цирконийzirconium 0,03-0,080.03-0.08 стронцийstrontium 0,03-0,10.03-0.1 сурьмаantimony 0,01-0,080.01-0.08 барийbarium 0,01-0,050.01-0.05 кальцийcalcium 0,01-0,050.01-0.05 сераsulfur не больше 0,06no more than 0,06 фосфорphosphorus не больше 0,1no more than 0,1 железоiron остальноеrest

(RU 2281982, С22С 37/10).(RU 2281982, C22C 37/10).

Указанный чугун также имеет недостаточную износостойкость.The specified cast iron also has insufficient wear resistance.

Заявляемое техническое решение направлено на увеличение износостойкости полученного чугуна с размерами графитовых включений в пределах 90-120 мкм.The claimed technical solution is aimed at increasing the wear resistance of the obtained cast iron with dimensions of graphite inclusions in the range of 90-120 microns.

Для решения поставленной задачи предлагается чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, медь, цирконий, стронций и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%:To solve this problem, we propose cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, titanium, copper, zirconium, strontium and iron in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 3,15-3,303.15-3.30 кремнийsilicon 1,2-1,71.2-1.7 марганецmanganese 0,7-1,00.7-1.0 хромchromium 0,4-0,60.4-0.6 никельnickel 0,0,2-0,20,0,2-0,2 медьcopper 0,6-0,90.6-0.9 титанtitanium 0,03-0,080.03-0.08 цирконийzirconium 0,03-0,080.03-0.08 стронцийstrontium 0,03-0,10.03-0.1 железоiron остальное.rest.

Пределы содержания углерода в чугуне определены с целью получения в структуре чугуна большого количества мелких включений графита (ПГд 90-120 мкм). Если содержание углерода будет менее 3,15 маc.%, размер графитовых включений ПГд будет менее 90 мкм, что может привести к повышенному образованию трещин. Если содержание углерода будет более 3,3 маc.%, размер графитовых включений будет более 120 мкм, что приведет к резкому снижению твердости.The limits of carbon content in cast iron are determined in order to obtain in the structure of cast iron a large number of small inclusions of graphite (PGD 90-120 microns). If the carbon content is less than 3.15 wt.%, The size of graphite inclusions of PGD will be less than 90 microns, which can lead to increased cracking. If the carbon content is more than 3.3 wt.%, The size of graphite inclusions will be more than 120 microns, which will lead to a sharp decrease in hardness.

Содержание в чугуне кремния выбрано по тем же соображениям, а также из-за необходимости получения перлитной структуры с дисперсностью перлита Пд 0,1-0,3 мкм. При содержании кремния менее 1,9 маc.% в структуре чугуна получаются свободные карбиды железа (цементит), при этом в тонких сечениях образуется «отбел». При содержании кремния более 2,3 маc.% размер графитовых включений ПГд будет более 120 мкм, что приведет к резкому снижению твердости.The silicon content in cast iron was chosen for the same reasons, as well as because of the need to obtain a pearlite structure with a pearlite dispersion of 0.1–0.3 μm. When the silicon content is less than 1.9 wt.% In the structure of cast iron, free iron carbides (cementite) are obtained, while "thin" is formed in thin sections. With a silicon content of more than 2.3 wt.%, The size of graphite inclusions of PGD will be more than 120 μm, which will lead to a sharp decrease in hardness.

Марганец в чугун переходит из шихтовых материалов как постоянный компонент чушковых чугунов. При выбранном составе чугуна указанные пределы марганца (0,7-1,0 маc.%) определены как условие получения отливок с низким содержанием серы и с высокими механическими свойствами в литом состоянии как в тонкостенных (при нижнем содержании марганца), так и в толстостенных (при верхнем значении марганца) отливках. При содержании марганца менее 0,7 маc.% уменьшается твердость, при содержании марганца более 1 маc.% ухудшается морфология графита.Manganese is converted into pig iron from charge materials as a constant component of pig iron. With the selected composition of cast iron, the indicated limits of manganese (0.7-1.0 wt.%) Are defined as a condition for obtaining castings with a low sulfur content and with high mechanical properties in the cast state both in thin-walled (with a low manganese content) and in thick-walled (at the upper value of manganese) castings. With a manganese content of less than 0.7 wt.%, Hardness decreases, with a manganese content of more than 1 wt.%, The morphology of graphite worsens.

Содержание хрома в пределах 0,4-0,6 маc.% выбрано исходя из соображений получения чугуна необходимой твердости и удовлетворительной обрабатываемости резанием. При содержании хрома менее 0,4 маc.% увеличивается дисперсность перлита и увеличивается размер графитовых включений. При содержании хрома в чугуне более 0,6 маc.% увеличивается твердость и ухудшается обрабатываемость резанием.The chromium content in the range of 0.4-0.6 wt.% Is selected based on the considerations of producing cast iron of the required hardness and satisfactory machinability. When the chromium content is less than 0.4 wt.%, The dispersion of perlite increases and the size of graphite inclusions increases. When the chromium content in cast iron is more than 0.6 wt.%, Hardness increases and machinability deteriorates.

Медь и никель входят в состав чугуна как легирующие элементы, упрочняющие металлическую основу и с целью выравнивания структуры и свойств чугуна по сечению отливок. Никель, кроме того, способствует повышению растворимости в чугуне меди, обладающей большей перлитизирующей и упрочняющей способностью. При содержании меди менее 0,15 маc.% и содержании никеля менее 0,02 мас.% в структуре чугуна образуется феррит, снижающий износостойкость чугуна. Верхнее содержание меди 0,5 маc.% и никеля 0,2 мас.% ограничено из-за повышения твердости и ухудшения обрабатываемости резанием.Copper and nickel are part of cast iron as alloying elements that strengthen the metal base and to align the structure and properties of cast iron over the cross section of castings. Nickel, in addition, increases the solubility of copper in cast iron, which has greater perlitizing and hardening ability. When the copper content is less than 0.15 wt.% And the nickel content is less than 0.02 wt.%, Ferrite is formed in the structure of cast iron, which reduces the wear resistance of cast iron. The upper copper content of 0.5 wt.% And nickel 0.2 wt.% Is limited due to the increase in hardness and deterioration of machinability.

Титан измельчает структуру, повышает прочность чугуна. При количестве менее 0,03 маc.% влияние его на механические свойства незначительно, при содержании более 0,08 мас.% появляется опасность появления неметаллических включений и снижения механических свойств чугуна.Titanium grinds the structure, increases the strength of cast iron. With an amount of less than 0.03 wt.%, Its effect on the mechanical properties is insignificant, with a content of more than 0.08 wt.%, There is a danger of the appearance of non-metallic inclusions and a decrease in the mechanical properties of cast iron.

Цирконий в предлагаемых количествах измельчает кристаллическую структуру чугуна, препятствует распространению трещин, рафинирует расплав по азоту, образуя тугоплавкие карбиды циркония. При содержании менее 0,03 маc.% действие его незначительно, повышение содержания циркония более 0,08 мас.% приводит к образованию большого количества карбидов и нитридов циркония, являющимися хрупкими фазами, ухудшающими свойства чугуна.Zirconium in the proposed quantities grinds the crystalline structure of cast iron, prevents the propagation of cracks, refines the melt in nitrogen, forming refractory zirconium carbides. At a content of less than 0.03 wt.% Its effect is negligible, an increase in the zirconium content of more than 0.08 wt.% Leads to the formation of a large number of zirconium carbides and nitrides, which are brittle phases that worsen the properties of cast iron.

Стронций способствует графитизации чугуна, значительно снижает образование «отбела» в тонкостенных отливках. При содержании стронция менее 0,03 маc.% действие его незначительно, при содержании стронция более 0,1 маc.% снижается прочность чугуна.Strontium promotes graphitization of cast iron, significantly reduces the formation of "whitened" in thin-walled castings. When the strontium content is less than 0.03 wt.%, Its effect is negligible, when the strontium content is more than 0.1 wt.%, The strength of cast iron decreases.

Испытания предлагаемого чугуна произведены на литейном заводе ОАО «КАМА3-Металлургия». Чугун выплавляли в дуговой электропечи, необходимые добавки ферросплавов (ферросилиций, феррохром, ферротитан) и легирующие элементы (никель, медь) вводили в печь, а модифицирование проводили вводом на дно ковша ферросилиция, содержащего стронций и цирконий. Одновременно с этим на дно ковша вводили графит гранулированный и ферромарганец. Отливали вертикальные пробы диаметром 30 мм и высотой 250 мм, из которых изготавливали образцы для изучения структуры, механических свойств и твердости чугуна. Показателем износостойкости является форма, распределение, величина графитовых включений и дисперсность перлита, которые определяли методом количественной металлографии. Структуру чугуна изучали в зоне разрушения образцов после испытаний. Химические составы изученных чугунов приведены в таблице 1. Результаты исследований приведены в таблице 2. Как следует из проведенных испытаний, предлагаемый состав чугуна позволяет стабилизировать размер графитовых включений равномерно распределенной прямолинейной формы и уменьшить дисперсность перлита.Tests of the proposed cast iron were made at the foundry of OJSC "KAMA3-Metallurgy". Cast iron was smelted in an electric arc furnace, the necessary additives of ferroalloys (ferrosilicon, ferrochrome, ferrotitanium) and alloying elements (nickel, copper) were introduced into the furnace, and the modification was carried out by adding ferrosilicon containing strontium and zirconium to the bottom of the bucket. At the same time, granular graphite and ferromanganese were introduced to the bottom of the bucket. Vertical samples were cast with a diameter of 30 mm and a height of 250 mm, from which samples were made to study the structure, mechanical properties and hardness of cast iron. An indicator of wear resistance is the shape, distribution, size of graphite inclusions and the dispersion of perlite, which were determined by the method of quantitative metallography. The structure of cast iron was studied in the fracture zone of the samples after testing. The chemical compositions of the studied cast irons are given in table 1. The research results are shown in table 2. As follows from the tests, the proposed composition of cast iron allows to stabilize the size of graphite inclusions of a uniformly distributed rectilinear shape and reduce the perlite dispersion.

Таблица 1Table 1 СоставStructure Содержание элементов, мас.%The content of elements, wt.% СFROM SiSi MnMn CrCr NiNi CuCu ТiTi ZrZr BaBa СаSa АlAl SrSr SbSb SS PP ПредлагаемыйProposed 1one 3,293.29 1,991.99 0,760.76 0,390.39 0,0280,028 0,190.19 0,0380,038 0,0380,038 0,0310,031 0,0310,031 0,0440,044 22 3,23.2 2,122.12 0,850.85 0,480.48 0,150.15 0,350.35 0,0520,052 0,0680,068 0,0880,088 0,0320,032 0,0560.056 33 3,23.2 2,32,3 0,920.92 0,450.45 0,0290,029 0,480.48 0,0450,045 0,0450,045 0,0580.058 0,0420,042 0,0540,054 4four 3,163.16 2,222.22 0,730.73 0,520.52 0,0450,045 0,320.32 0,0580.058 0,0520,052 0,0750,075 0,0540,054 0,0630,063 55 3,183.18 2,182.18 0,850.85 0,580.58 0,190.19 0,290.29 0,0780,078 0,0710,071 0,090.09 0,0280,028 0,0450,045 66 3,183.18 2,152.15 0,660.66 0,530.53 0,140.14 0,220.22 0,0340,034 0,0410,041 0,0810,081 0,0250,025 0,0480,048 77 3,273.27 2,222.22 0,600.60 0,410.41 0,130.13 0,310.31 0,0320,032 0,0640,064 0,0660,066 0,0310,031 0,0490,049 ИзвестныйFamous 88 3,823.82 1,251.25 0,850.85 0,580.58 0,150.15 0,750.75 0,0520,052 0,0480,048 0,0380,038 0,0150.015 0,0460,046 0,070,07 0,0350,035 0,0320,032 0,0560.056 99 3,663.66 1,221.22 0,830.83 0,520.52 0,0450,045 0,720.72 0,0580.058 0,0520,052 0,0350,035 0,0370,037 0,0210,021 0,0820,082 0,0320,032 0,0540,054 0,0630,063 1010 3,423.42 1,681.68 0,950.95 0,580.58 0,190.19 0,890.89 0,0780,078 0,0710,071 0,0280,028 0,0380,038 0,0380,038 0,0890,089 0,0320,032 0,0280,028 0,0450,045

Таблица 2table 2 ЧугунCast iron Физико-механические свойстваPhysical and mechanical properties МикроструктураMicrostructure Предел прочности, МПаTensile strength, MPa Твердость НВ, ГПАHardness HB, GPA ГрафитGraphite Металлическая основаMetal base ФормаThe form РаспределениеDistribution Размер ПГдPGD size ПерлитPerlite ПдPD ФерритFerrite ПредлагаемыйProposed 1one 2626 220220 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 22 2727 233233 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 33 2828 240240 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 4four 2828 230230 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 55 2727 225225 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 66 2626 230230 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 77 2828 240240 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 90-12090-120 100one hundred 0,10.1 00 ИзвестныйFamous 88 2727 233233 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 250-450250-450 100one hundred 0,10.1 00 99 2828 230230 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 250-450250-450 100one hundred 0,10.1 00 1010 2727 225225 ПГф1PGF1 ПГр1PGr1 250-450250-450 100one hundred 0,10.1 00

Claims (1)

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, титан, цирконий, стронций и железо, отличающийся тем, что он содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:
углерод 3,15-3,30 кремний 1,2-1,7 марганец 0,7-1,0 хром 0,4-0,6 никель 0,02-0,2 медь 0,6-0,9 титан 0,03-0,08 цирконий 0,03-0,08 стронций 0,03-0,1 железо остальное.
Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, titanium, zirconium, strontium and iron, characterized in that it contains components in the following ratio, wt.%:
carbon 3.15-3.30 silicon 1.2-1.7 manganese 0.7-1.0 chromium 0.4-0.6 nickel 0.02-0.2 copper 0.6-0.9 titanium 0.03-0.08 zirconium 0.03-0.08 strontium 0.03-0.1 iron rest.
RU2007144960/02A 2007-12-03 2007-12-03 Cast iron RU2365660C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144960/02A RU2365660C1 (en) 2007-12-03 2007-12-03 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007144960/02A RU2365660C1 (en) 2007-12-03 2007-12-03 Cast iron

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007144960A RU2007144960A (en) 2009-06-10
RU2365660C1 true RU2365660C1 (en) 2009-08-27

Family

ID=41024303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007144960/02A RU2365660C1 (en) 2007-12-03 2007-12-03 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2365660C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489511C2 (en) * 2011-11-15 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия" Grey cast iron obtaining method
RU2630077C1 (en) * 2016-12-13 2017-09-05 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron
RU2699343C1 (en) * 2018-06-21 2019-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-инжиниринговая компания" Iron

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1149401A (en) * 1965-06-01 1969-04-23 Nisso Seiko Kabushiki Kaisha Hot worked cast iron roll
DE2428821A1 (en) * 1974-06-14 1975-12-18 Goetzewerke WEAR-RESISTANT CAST IRON ALLOY WITH LAMELLAR TO BONE-SHAPED GRAPHITE EXECUTION
SU1602880A1 (en) * 1988-07-26 1990-10-30 Институт проблем литья АН УССР Cat iron
RU2281982C1 (en) * 2005-04-05 2006-08-20 Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия" Cast iron

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1149401A (en) * 1965-06-01 1969-04-23 Nisso Seiko Kabushiki Kaisha Hot worked cast iron roll
DE2428821A1 (en) * 1974-06-14 1975-12-18 Goetzewerke WEAR-RESISTANT CAST IRON ALLOY WITH LAMELLAR TO BONE-SHAPED GRAPHITE EXECUTION
SU1602880A1 (en) * 1988-07-26 1990-10-30 Институт проблем литья АН УССР Cat iron
RU2281982C1 (en) * 2005-04-05 2006-08-20 Открытое акционерное общество "КАМАЗ-Металлургия" Cast iron

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2489511C2 (en) * 2011-11-15 2013-08-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия" Grey cast iron obtaining method
RU2630077C1 (en) * 2016-12-13 2017-09-05 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron
RU2699343C1 (en) * 2018-06-21 2019-09-04 Общество с ограниченной ответственностью "Проектно-инжиниринговая компания" Iron

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007144960A (en) 2009-06-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2419666C1 (en) Wear resistant iron
US10077488B2 (en) High-strength, high-damping-capacity cast iron
EP1506323A1 (en) Gray cast iron alloy and cast internal combustion engine component
KR20150034581A (en) High-hardness, high-toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof
CN111961953A (en) Method for producing gray cast iron
KR101605905B1 (en) Cgi cast iron and preparation method thereof
RU2365660C1 (en) Cast iron
CN104480377A (en) Vermicular graphite cast iron single cylinder diesel engine body with high vermicular graphite rate and preparation method thereof
RU2416660C1 (en) Wear resistant iron
RU2281982C1 (en) Cast iron
RU2401316C1 (en) Wear-resistant cast iron
RU2452786C1 (en) Wear resistant cast iron
RU2337996C1 (en) High-strength antifrictional cast iron
RU2581542C1 (en) High-strength antifriction iron
RU2318903C1 (en) Vermicular graphite-containing cast iron
RU2451099C1 (en) Wear-resistant cast iron
RU2409689C1 (en) Grey bearing cast iron
RU2615409C2 (en) High-strength antifriction cast iron
RU2448183C1 (en) Wear-resistant cast iron
RU2354737C1 (en) Cast iron
RU2326178C1 (en) Grey friction cast iron
RU2445388C1 (en) Wear-resistant cast iron
RU2733940C1 (en) Iron
RU2442838C2 (en) Grey cast iron
RU2451100C1 (en) Wear-resistant cast iron

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140324

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20151204