[go: up one dir, main page]

RU2329324C1 - Iron - Google Patents

Iron Download PDF

Info

Publication number
RU2329324C1
RU2329324C1 RU2006141607/02A RU2006141607A RU2329324C1 RU 2329324 C1 RU2329324 C1 RU 2329324C1 RU 2006141607/02 A RU2006141607/02 A RU 2006141607/02A RU 2006141607 A RU2006141607 A RU 2006141607A RU 2329324 C1 RU2329324 C1 RU 2329324C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
cast iron
chromium
content
silicon
Prior art date
Application number
RU2006141607/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Зиновьев (RU)
Юрий Александрович Зиновьев
Алексей Александрович Колпаков (RU)
Алексей Александрович Колпаков
Ольга Владимировна Ильина (RU)
Ольга Владимировна Ильина
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ")
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУ ВПО НГТУ)
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 "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ"), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУ ВПО НГТУ) filed Critical Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ")
Priority to RU2006141607/02A priority Critical patent/RU2329324C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2329324C1 publication Critical patent/RU2329324C1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention refers to development of compositions of high alloyed chromium iron with reduced shrinking porosity. Iron contains, mas.% carbon 1.8-2.3, silicon 1.8-2.1, manganese up to 0.6, chromium 33-35, phosphorus up to 0.06, sulphur up to 0.03, molybdenum 2-2.5, zirconium 0.02-0.1, iron - the rest.
EFFECT: reduction of shrinking porosity.
1 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке высоколегированных хромистых чугунов.The invention relates to the metallurgy of foundry, in particular to the development of high-alloy chromium cast irons.

Известны хромистые чугуны [1] типа сормайт с химическим составом, мас.%:Known chrome cast iron [1] type Sormait with a chemical composition, wt.%:

углеродcarbon 2,5-3,52.5-3.5 кремнийsilicon 2,5-3,52.5-3.5 марганецmanganese 1,0-1,51.0-1.5 хромchromium 28,0-35,028.0-35.0 никельnickel 3-53-5 фосфорphosphorus до 0,08up to 0.08 сераsulfur до 0,08up to 0.08 железоiron остальноеrest

Предел прочности этого чугуна 35-40 кгс/мм2 и твердость 460-490 НВ. Недостаток этого чугуна - пониженная обрабатываемость и низкая рабочая температура (до 850°С).The tensile strength of this cast iron is 35-40 kgf / mm 2 and the hardness is 460-490 HB. The disadvantage of this cast iron is reduced machinability and low working temperature (up to 850 ° C).

Наиболее близким к предлагаемому чугуну по технической сущности к достигаемому результату является хромистый чугун ЧХ34М [2] с химическим составом, мас.%:Closest to the proposed cast iron in technical essence to the achieved result is chrome cast iron CHX34M [2] with a chemical composition, wt.%:

углеродcarbon 1,5-2,21,5-2,2 кремнийsilicon 1,3-1,71.3-1.7 марганецmanganese 0,4-0,80.4-0.8 хромchromium 32,0-36,032.0-36.0 молибденmolybdenum 1,5-2,01.5-2.0 железоiron остальноеrest

Рекомендуемая температура эксплуатации ЧХ34М 1150-1200°С, хром придает изделию высокую износостойкость при повышенных температурах. Износостойкость этих чугунов повышается при дополнительном легировании их 1,5-2,0% молибдена. Недостатком этого чугуна является большая объемная усадка и, как следствие, склонность к образованию усадочных раковин, которая растет пропорционально содержанию хрома. Поэтому отливку необходимо питать прибылями, составляющими по весу до 20% от веса отливки. Но если усадочные раковины можно «вывести» в прибыли, то усадочную пористость можно исключить только изменением физико-химических свойств сплава, меняя химический состав сплава.Recommended operating temperature CHKh34M 1150-1200 ° C, chrome gives the product high wear resistance at elevated temperatures. The wear resistance of these cast irons increases with an additional alloying of 1.5-2.0% molybdenum. The disadvantage of this cast iron is a large volumetric shrinkage and, as a consequence, the tendency to the formation of shrinkage shells, which grows in proportion to the chromium content. Therefore, the casting must be fed with profits that make up to 20% by weight of the weight of the casting. But if shrinkage shells can be “brought out” in profit, then shrinkage porosity can be excluded only by changing the physicochemical properties of the alloy, changing the chemical composition of the alloy.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение качества отливок из высокохромистого чугуна.The technical problem to which the invention is directed is to improve the quality of castings of high-chromium cast iron.

Техническим результатом данного изобретения является уменьшение дефектов отливок по усадочной пористости.The technical result of this invention is to reduce casting defects by shrinkage porosity.

Технический результат достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, серу, фосфор и железо, дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, sulfur, phosphorus and iron, additionally contains zirconium in the following ratio of components, wt.%:

углеродcarbon 1,8-2,31.8-2.3 кремнийsilicon 1,8-2,11.8-2.1 марганецmanganese до 0,6up to 0.6 хромchromium 33-3533-35 молибденmolybdenum 2,0-2,52.0-2.5 фосфорphosphorus до 0,06up to 0.06 сераsulfur до 0,03up to 0.03 цирконийzirconium 0,02-0,10.02-0.1 железоiron остальноеrest

В ОАО «ГАЗ» в условиях литейного цеха были проведены сравнительные плавки с известным и предложенным чугунами, с заливкой седел клапанов для двигателя. Чугун выплавляли в электродуговой печи. В качестве шихты использовали чушковые передельные чугуны, возврат высокохромистого чугуна, отходы стали, ферромолибден, ферромарганец. Цирконий вводили в виде ферросплава ФСЦр45.In the conditions of the foundry, GAZ OAO conducted comparative melts with the known and proposed cast irons, with filling valve seats for the engine. Cast iron was smelted in an electric arc furnace. As a charge, pig-iron cast irons, return of high-chromium cast iron, steel waste, ferromolybdenum, ferromanganese were used. Zirconium was introduced in the form of ferroalloy FSCr45.

Металл перегревали в печи до 1600°С и заливали седла клапана с известным и предлагаемым химическим составом (см. таблицу 1). В этой же таблице приведен брак седел клапанов по усадочной пористости, обнаруживаемой при проведении рентгенографии седел на рентгеновской установке. Как видно из таблицы 1, у седел клапанов предлагаемого чугуна (варианты 5-7) брак (столбец №11) по усадочной пористости ниже, чем у известного чугуна (варианты 1-3) в ~10 раз, причем оптимальным содержанием циркония является количество в пределах 0,02-0,1%.The metal was overheated in an oven to 1600 ° C and valve seats with a known and proposed chemical composition were filled in (see table 1). The same table shows the marriage of valve seats by the shrinkage porosity detected by X-ray diffraction of seats on an X-ray machine. As can be seen from table 1, the valve seats of the proposed cast iron (options 5-7) have a rejection (column No. 11) in shrinkage porosity lower than that of the known cast iron (options 1-3) by ~ 10 times, and the optimal content of zirconium is the range of 0.02-0.1%.

При содержании углерода меньше 1,8% в результате вторичного окисления металл интенсивно покрывается вязкой окисной пленкой, способствующей образованию брака литья по спаю и неслитинам. Повышение содержания углерода более 2,3% ведет к росту крупных первичных карбидов и, вследствие этого, к ухудшению механической обработки.When the carbon content is less than 1.8% as a result of secondary oxidation, the metal is intensively coated with a viscous oxide film, which contributes to the formation of marriage casting on junction and non-slit. An increase in carbon content of more than 2.3% leads to an increase in large primary carbides and, as a result, to a deterioration in machining.

Для достижения содержания кремния менее 1,8% необходимо использование в шихте чистых по кремнию, но очень дорогих легирующих компонентов, что экономически нецелесообразно. При содержании в чугуне кремния более 2,1% возрастает степень легированности им ферритной основы, что приводит к нежелательному охрупчиванию и трещинам. При содержании марганца больше 0,6% увеличивается доля остаточного аустенита в основе чугуна, которая при механической обработке под воздействием лезвийного инструмента наклепывается и твердеет, в результате чего затрудняется механическая обработка.To achieve a silicon content of less than 1.8%, it is necessary to use silicon-friendly but very expensive alloying components in the charge, which is not economically feasible. When the silicon content in cast iron is more than 2.1%, the degree of doping of the ferrite base with it increases, which leads to undesirable embrittlement and cracks. With a manganese content of more than 0.6%, the proportion of residual austenite in the base of cast iron increases, which, when machined under the influence of a blade tool, rivets and hardens, as a result of which machining is difficult.

Содержание хрома в предлагаемом чугуне определено исходя из необходимости получения оптимального сочетания износостойкости и жаростойкости сплава при высоких температурах. Содержание хрома ниже 30% нецелесообразно, так как увеличивается доля остаточного аустенита, возрастает концентрация несвязанного углерода в растворе, повышается твердость чугуна и затрудняется его механическая обработка.The chromium content in the proposed cast iron is determined based on the need to obtain the optimal combination of wear resistance and heat resistance of the alloy at high temperatures. A chromium content below 30% is impractical, since the proportion of residual austenite increases, the concentration of unbound carbon in the solution increases, the hardness of cast iron increases, and its mechanical processing is difficult.

При содержании хрома более 35% происходит еще большее выклинивание γ-области в твердом растворе при высокотемпературном нагреве, снижается концентрация углерода в растворе и затрудняется достижение высокой твердости чугуна после закалки.When the chromium content is more than 35%, the γ-region in the solid solution becomes even more wedged out at high temperature heating, the carbon concentration in the solution decreases, and it is difficult to achieve high hardness of cast iron after quenching.

Верхние пределы по содержанию фосфора и серы ограничены общеизвестным вредным влиянием их на чугун.The upper limits on the content of phosphorus and sulfur are limited by their well-known harmful effect on cast iron.

Ввод в состав чугуна молибдена приводит к существенному измельчению карбидных включений, что повышает износостойкость и трещиноустойчивость при одновременном улучшении обрабатываемости. При содержании молибдена менее 2,0% он не оказывает своего положительного действия на структуру и свойства чугуна, то есть не измельчает карбидные включения. При увеличении Мо более 2,5% появляется транскристаллизация, ухудшается механическая обработка.The introduction of molybdenum into cast iron leads to a significant grinding of carbide inclusions, which increases wear resistance and crack resistance while improving machinability. When the molybdenum content is less than 2.0%, it does not have a positive effect on the structure and properties of cast iron, that is, it does not grind carbide inclusions. With an increase in Mo of more than 2.5%, transcrystallization appears, and the mechanical treatment worsens.

Нижний предел по содержанию циркония 0,02% связан с началом эффективного его воздействия на уменьшение усадочной пористости отливок (вариант 5 таблицы 1). Верхний предел по содержанию циркония - 0,1% (вариант 7 таблицы 1) ограничен его эффективностью по снижению брака по усадочной пористости. Более высокое содержание циркония не влияет на уменьшение брака по пористости (вариант 8 таблицы 1).The lower limit on the zirconium content of 0.02% is associated with the beginning of its effective effect on reducing the shrinkage porosity of castings (option 5 of table 1). The upper limit on the content of zirconium - 0.1% (option 7 of table 1) is limited by its effectiveness in reducing rejects by shrinkage porosity. A higher content of zirconium does not affect the decrease in rejects by porosity (option 8 of table 1).

Таблица 1Table 1 Условный номер вариантаConditional Option Number Количество модификтора ФСЦр45Number of modifier ФЦЦр45 Химический состав, мас.%Chemical composition, wt.% Количество брака по усадочной пористости, %The number of marriage by shrinkage porosity,% СFROM SiSi MnMn CrCr МоMo PP SS ZrZr 1one 22 33 4four 55 66 77 88 99 1010 11eleven Известный 1Famous 1 -- 1,51,5 1,31.3 0,40.4 3232 1,51,5 0,050.05 0,020.02 -- 2525 22 -- 2,02.0 1,51,5 0,60.6 3434 1,71.7 0,050.05 0,020.02 -- 3535 33 -- 2,22.2 1,71.7 0,80.8 3636 2,02.0 0,050.05 0,020.02 -- 4040 Предлагаемый 4Suggested 4 0,020.02 1,81.8 1,81.8 0,60.6 3333 2,02.0 0,060.06 0,030,03 0,010.01 1010 55 0,050.05 1,81.8 1,81.8 0,60.6 3333 2,02.0 0,060.06 0,030,03 0,020.02 2,52,5 66 0,10.1 2,32,3 2,12.1 0,60.6 3535 2,52,5 0,0060.006 0,030,03 0,040.04 2,02.0 77 0,30.3 2,32,3 2,12.1 0,60.6 3535 2,52,5 0,060.06 0,030,03 0,120.12 1,51,5 88 0,40.4 2,32,3 2,12.1 0,60.6 3535 2,52,5 0,060.06 0,030,03 0,160.16 2,02.0

Список литературыBibliography

1. Щедров К.П., Гакман Э.Л. «Жаростойкие материалы», М., Машиностроение», 1965.1. Shchedrov K.P., Gakman E.L. "Heat-resistant materials", M., Engineering ", 1965.

2. Александров. Н.Н., Клочнев Н.И. «Технология получения и свойства жаростойких чугунов». М., «Машиностроение», 1964.2. Alexandrov. N.N., Klochnev N.I. "The technology of production and properties of heat-resistant cast irons." M., "Engineering", 1964.

Claims (1)

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, молибден, фосфор, серу и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, molybdenum, phosphorus, sulfur and iron, characterized in that it additionally contains zirconium in the following ratio, wt.%: углеродcarbon 1,8-2,31.8-2.3 кремнийsilicon 1,8-2,11.8-2.1 марганецmanganese до 0,6up to 0.6 хромchromium 33-3533-35 фосфорphosphorus до 0,06up to 0.06 сераsulfur до 0,03up to 0.03 молибденmolybdenum 2-2,52-2.5 цирконийzirconium 0,02-0,10.02-0.1 железоiron остальноеrest
RU2006141607/02A 2006-11-24 2006-11-24 Iron RU2329324C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006141607/02A RU2329324C1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006141607/02A RU2329324C1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2329324C1 true RU2329324C1 (en) 2008-07-20

Family

ID=39809181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006141607/02A RU2329324C1 (en) 2006-11-24 2006-11-24 Iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2329324C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1362648A (en) * 1972-03-23 1974-08-07 Boehler & Co Ag Geb Ball mill lining
EP0014655A1 (en) * 1979-02-05 1980-08-20 ACIERIES THOME CROMBACK Société anonyme dite: Process for the manufacture of grinding members of an iron alloy
SU960297A1 (en) * 1980-06-23 1982-09-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения Cast iron
WO1991002101A1 (en) * 1989-08-04 1991-02-21 Warman International Ltd. A ferrochromium alloy
SU1735426A1 (en) * 1990-06-07 1992-05-23 Производственное Объединение "Гомсельмаш" Wear-resistant cast iron
SU1765235A1 (en) * 1990-07-09 1992-09-30 Институт Физики Прочности И Материаловедения Со Ан Ссср Cast iron

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1362648A (en) * 1972-03-23 1974-08-07 Boehler & Co Ag Geb Ball mill lining
EP0014655A1 (en) * 1979-02-05 1980-08-20 ACIERIES THOME CROMBACK Société anonyme dite: Process for the manufacture of grinding members of an iron alloy
SU960297A1 (en) * 1980-06-23 1982-09-23 Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-технологический институт угольного машиностроения Cast iron
WO1991002101A1 (en) * 1989-08-04 1991-02-21 Warman International Ltd. A ferrochromium alloy
SU1735426A1 (en) * 1990-06-07 1992-05-23 Производственное Объединение "Гомсельмаш" Wear-resistant cast iron
SU1765235A1 (en) * 1990-07-09 1992-09-30 Институт Физики Прочности И Материаловедения Со Ан Ссср Cast iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2013344748B2 (en) Method for the production of high-wear-resistance martensitic cast steel and steel with said characteristics
CN102660714B (en) High-carbon and high-vanadium wear-resistant steel
KR101033711B1 (en) Abrasion resistant steel sheet having excellent high temperature wear resistance and bending workability and a method of manufacturing the same
EP3296417A1 (en) Microalloyed steel for car carbon wheel hub bearing and manufacturing method therefor
JP5949596B2 (en) Roll outer layer material for hot rolling, and composite roll for hot rolling
AU2013299254A1 (en) Ultrahigh-strength, high-toughness, wear-resistant steel plate and manufacturing method thereof
CN102978536B (en) A high-vanadium high-speed steel
RU2329324C1 (en) Iron
CN111304532B (en) Heat-resistant austenitic stainless steel and preparation method thereof
AU2019279905B2 (en) Low Phosphorus, Zirconium Micro-Alloyed, Fracture Resistant Steel Alloys
RU2294273C2 (en) Powder wire for surfacing
RU2738219C2 (en) Steel for tool holder
US10309536B2 (en) Piston rings in cast tool steels and process for the manufacture thereof
JP6292362B1 (en) Roll outer layer material for hot rolling and composite roll for hot rolling
CN106521305A (en) Wear-resistant chrome-molybdenum cast iron and preparation method thereof
JP5371420B2 (en) Heat resistant cast steel and steam turbine main valves
RU2137859C1 (en) Wear-resistant steel
CN115449702B (en) Preparation method of high-titanium wear-resistant steel
JP7631900B2 (en) Austenitic cast steel and castings
RU2356989C1 (en) White cast iron
KR100411671B1 (en) Weld crack-resistant and wear-resistant chrome steel overlay welding alloys
RU2052531C1 (en) Nitrided steel
CN106367674A (en) Chrome-molybdenum-copper abrasion-resistant cast iron and preparation method thereof
RU2437953C1 (en) Steel for forming rolls
EA040822B1 (en) COMPOSITION OF WEAR-RESISTANT CAST IRON

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081125

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20100320

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

Effective date: 20131125