[go: up one dir, main page]

SU1010153A1 - High-tensile cast iron - Google Patents

High-tensile cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1010153A1
SU1010153A1 SU813317874A SU3317874A SU1010153A1 SU 1010153 A1 SU1010153 A1 SU 1010153A1 SU 813317874 A SU813317874 A SU 813317874A SU 3317874 A SU3317874 A SU 3317874A SU 1010153 A1 SU1010153 A1 SU 1010153A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
magnesium
iron
cerium
cast iron
copper
Prior art date
Application number
SU813317874A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Наумович Леках
Леонид Леонидович Счисленок
Ольга Михайловна Миланович
Original Assignee
Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
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 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт filed Critical Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU813317874A priority Critical patent/SU1010153A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1010153A1 publication Critical patent/SU1010153A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марга5 ti (. V нец, медь, магний, церий к железо, отличающийс  тем, чти, с целью повьпцени  окалиностойкости при сохранении дитейных и механических свойств, он дополнительно содержит алюминий при следующем соотнощении ингредиентов, вес.%: з,2-з,е Углерод 2,3-,0 Кремний О,2-0,4 Марганец 0,03-0,07 Магний 0,2,5 Медь 0,01-0,05 Церий 0,5-О,9 Алюминий Остальное Железо §HIGH-STRENGTH CAST IRON containing carbon, silicon, marga5 ti (. V nits, copper, magnesium, cerium to iron, differing in that, in order to reduce oxidation resistance while maintaining its mechanical and mechanical properties, it additionally contains aluminum at the following ratio of ingredients, weight. %: s, 2-s, e Carbon 2.3-, 0 Silicon O, 2-0.4 Manganese 0.03-0.07 Magnesium 0.2.5 Copper 0.01-0.05 Cerium 0.5 -O, 9 Aluminum Rest Iron §

Description

СПSP

со Изобрегение относитс  к металлу1 гии , а именно к составам высокопрочных чугунов, и может быть использовано при производстве сложных разностенньк от- пивдк, обладающих высокой и равномедао прочностью, пластичностью при удовлетворительной обрабатываемости резанием Известны в литейном производстве высокопрочные чугуны с шаровидным гра фитом, содержащие углерод, кремний, марганец, магний, медь и алюминий. Указанные чугуны имеют сложный хи ческий состав, достаточную прочность в массивных сечени х отливок. Однако они не обеспечивают стабильности свойств высокопрочного чугуна при более высоки концентраци х серы (св. 0,02%) и имею высокую склонность к пленообразованию Известен высокопрочный чугун l 1 содержащий ингредиенты в следующем соотнощении, вес,% Углерод3,2-3,У Кремний , 0,1-1,5 Марганец0,1-1,2 МагнийО,03-0,О8 Медь0,5-1,0 Алюминий1,5-3,0 ЖелезоОстальное Данный чугун за счет содержани  в нем магни  обеспечивает получение шаровидной формы графита при содержан серы в исходном сплаве не более 0,О2% При больших концентраци х серы в исходном сплаве дл  сфероидизации графи Та требуетс  увеличение соцержани  ма ни  до 0,1%. При этом не достигаетс  компактна  форма графита. Более высока  концентраци  алюмин и меди приводит к пленообразованию в толстых сочетани х отливок, а также снижению технологических свойств, в частности жидкотекучести. Содержание марганца в таких пределах приводит к по влению структурно-свободных карбк- цов, что, в свою очередь, понижает пластичность, затрудн ет обработку резанием . Пониженна  концент1эаци  КЕЗОМН не обеспечивает получение отливок сечением до 10 мм без цемента. Все это приводит к получению нестабильньхх свойств отливок. Наиболее близким к предлагаемому технической сущности и достигаемому р зультату  вл етс  высокопрочный чугун следующего химического состава, вес. Углерод2,8-3,2. . Кремний1,7-2,4 Марганец0,1-0,4 Медь0,1-1,0 Церий0,01-0,1 Магний0,03-0,15 ЖелезоОстальное Недостатком известного чугуна  вл етс  низка  окалиностойкость. Данна  цель достигаетс  тем, что вы- сокопрошый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, медь, магний, церий и железо, дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов , вес.%: Углерод3,2-3,6 Кремний2,3-3,0. Марганец0,2-0,4 Медь0,2-О,5 Магний0,03-0,07 Церий0,01-0,05 Алюминий0,5-0,9 ЖелезоОстальное В качестве примеси чугун содержит, вес.%: Фосфордо 0,10 Серадо 0,06 Магний обеспечивает получение шаровидного графита и высоких механических свойств. При содержании менее 0,03% в структу1эе наблюдаютс  включени  пластинчатого вермикул рного графита . Ввод магни  более 0,07% нерационален , так как ухудшаетс  форма графита, увеличиваетс  расход модификатора и количество вредных газовыделений при плавке. Церий в количествах 0,01-0,05% способствует получению правильной шаровидной формы графита в отливках при значительных колебани х вредной примеси серы в исходном расплаве до 0,06%. Нижний предел содержани  цери  (0,01%) обусловлен необходимостью получени  шаровидной формы графита в отливках. Верхний предел (0,05%) ограничен ввиду возможности протекани  эффекта пере модифицировани . Церий способствует также снижению пленообразованию в чугуне. Дл  получени  высокой пластичности сплава содержание марганца в нем огра- ничено в пределах 0,2-Ю,4%. Увеличение концентрации кремни  (2,3-3,О%) способствует кристаллизации сплава по стабильной диаграмме состо ршз без структурно-свободньЕх карбидов. Нижний предел по кремнию (2,3%) установлен, исход  из требований исключени  отбела в отливках. При содержании кремни  более 3% ухудшаетс  шаровидна  форма графита и снижаетс  пластичность сплава. Алюминий уменьшает образование цементита в структуре сплава. Концентрации алюмини  менее 0,5% не обеспеч вают получени  высоких и стабильных прочностных и пластических характерис- тик. Верхний прецел по алюминию ограничен цо 0,9%. Практика работы с алюминийсодержащими чугунами показывает , что при содержании алюмини  более 0,9% заметно ухуцшаютс  техноло гические свойства - жицкотекучесть, во растает склонность расплава к пленообразованию , в результате чего использовать такой чугун при изготовлении тонк стенных отливок не представл етс  возможным . Благопри тное сочетание прочности и пластичности сплава достигаетс  пониженным содержанием меди в пределах от 0,2-0,5%. Концентраци  примесей серы до 0,О5% и фосфора цо 0,10% установлена, исход  из необходимости обеспечени  шаровид- ной формы графита и получени  более высоких и равномерных механических свойств в сложных разностенных отливках . Структура предлагаемого чугуна имеет феррито-перлитнуто металлическую мат рицу и компактные шаровидные включени графита. Пример. Дл  получени  высокопрочного чугуна выплавл ют 3 состава предлагаемого сплава при нижнем, верхнем и среднем содержании компонентов, а также известный сплав при среднем со , держании в нем компонентов. Плавки провод тс  в 40-килограммовой индукционной печи с кислой, футеровАой. В качестве шихтовьсх материалов примен ютс : литейные чугуны, собственный возврат, ферросплавы магни , цери , алюмини . Содержание примесей серы составл ет 0,05%, фосфора - 0,lD%. После перегрева металла до 1420°С чугун модифицируетс  магнием, церием, мепью и алюминием с помощью соответствующих ферросплавов. Длл исследовани  свойств заливаетс  в сырую форму комплексна  проба, включающа  ступенчатую плиту с толщиной стенок от 5 до 4О мм и клиновые пробы, служащие дл  оценки склонности-отливок пленообразованию и жицкотекучести. В табл. 1 приведены химические свойства сплавов. В табл. 2 приведены механические . свойства сплавов. Как видно из табл. 2 предлагаемый сплав имеет более высокую жидкотеку- честь, меньшую склонность к пленообразованию , обладает стабильной пластичностью при содержании серы в исходном расплаве. Окалинообразование определ етс  по разнице масс образца до и после выдержки при 90О°С 4 ч. Технологи  приготовлени  предлагаемого сплава может включ:о,ть приготовление расплава в дуговой электропечи с кислой футеровкой, либо дуплекс-процессом вагранка - электропечь и последующие Модифицирование магнием, алюминием, медью, церием. Наиболее рациональными област ми применени  предлагаемого сплава  вл ютс  нагруженные детали тракторов и автомобилей. Ожидаемый экономический эффект составл ет 87 тыс. руб.° Таблица 1co Isobregnation relates to metal1, namely to high-strength cast iron compounds, and can be used in the production of complex difference-thickness coatings with high and equal strength, ductility and satisfactory machinability. High-strength cast iron with spherical graph, known in the foundry industry , silicon, manganese, magnesium, copper and aluminum. These cast irons have a complex chic composition and sufficient strength in massive sections of castings. However, they do not provide the stability of the properties of high-strength cast iron at higher concentrations of sulfur (more than 0.02%) and have a high tendency to foam formation High-strength cast iron l 1 containing ingredients in the following ratio, weight,% Carbon 3.2-3, Silicon , 0.1–1.5 Manganese 0.1–1.2 Magnesium O, 03–0, O8 Copper 0.5–1.0 Aluminum1.5–3.0 Iron Others This cast iron, due to the content of magnesium in it, produces spherical graphite when sulfur is contained in the initial alloy no more than 0, O2%. At high concentrations of sulfur in the initial alloy for spheroidal ation grafi Ta required increase sotserzhani ma audio to 0.1%. However, the compact form of graphite is not achieved. A higher concentration of aluminum and copper leads to foaming in thick combinations of castings, as well as reduced technological properties, in particular, fluidity. The content of manganese in such limits leads to the appearance of structurally free carbons, which, in turn, reduces the ductility and makes machining difficult. The reduced concentration of KEZOMN does not provide for the production of castings with a cross section of up to 10 mm without cement. All this leads to unstable properties of castings. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is high-strength cast iron of the following chemical composition, weight. Carbon 2.8-3.2. . Silicon 1.7-2.4 Manganese 0.1-0.4 Copper 0.1-1.0 Cerium 0.01-0.1 Magnesium 0.03-0.15 Iron Other The disadvantage of the known cast iron is low scaling resistance. This goal is achieved by the fact that high-grade iron, containing carbon, silicon, manganese, copper, magnesium, cerium and iron, additionally contains aluminum in the following ratio of components, wt.%: Carbon 3.2-3.6 Silicon 2.3-3 , 0. Manganese 0.2-0.4 Copper 0.2-O, 5 Magnesium 0.03-0-07 Cerium 0.01-0.05 Aluminum 0.5-0.9 IronEstal Iron contains, as an impurity, in wt.%: Phosphorod 0.10 Cerado 0,06 Magnesium provides nodular graphite and high mechanical properties. With a content of less than 0.03% in the structure, plate inclusions of vermicular graphite are observed. Entering magnesium more than 0.07% is not rational, since the form of graphite worsens, the modifier consumption and the amount of harmful outgassing during smelting increase. Cerium in amounts of 0.01-0.05% helps to obtain the correct spherical shape of graphite in castings with significant fluctuations of the harmful sulfur impurity in the initial melt up to 0.06%. The lower limit of the cerium content (0.01%) is due to the need to obtain nodular graphite in castings. The upper limit (0.05%) is limited due to the possibility of over-modifying effect. Cerium also contributes to the reduction of pigment in the pig iron. To obtain a high ductility of the alloy, the manganese content in it is limited in the range of 0.2-S, 4%. An increase in the silicon concentration (2.3–3, O%) promotes the crystallization of the alloy according to a stable diagram of the state of rs without structurally free carbides. The lower limit for silicon (2.3%) is set, based on the requirements for eliminating chill in castings. When the silicon content is more than 3%, the spherical shape of graphite deteriorates and the ductility of the alloy decreases. Aluminum reduces the formation of cementite in the alloy structure. Concentrations of aluminum less than 0.5% do not provide high and stable strength and plastic characteristics. The top aluminum target is limited to 0.9%. The practice of working with aluminum-containing cast irons shows that when the aluminum content is more than 0.9%, the technological properties of the oil flow rate noticeably improve, and the tendency of the melt to froth increases, resulting in the use of such cast iron in the manufacture of thin wall castings is not possible. The favorable combination of strength and ductility of the alloy is achieved by a reduced copper content ranging from 0.2-0.5%. The concentration of sulfur impurities up to 0, O5% and phosphorus of 0.10% is established, based on the need to ensure the spherical shape of graphite and to obtain higher and more uniform mechanical properties in complex differential castings. The structure of the proposed cast iron has a ferrite-perlite metal matrix and compact spherical inclusions of graphite. Example. To obtain high-strength cast iron, 3 compositions of the proposed alloy are smelted with the lower, upper and average content of components, as well as a known alloy with an average content of components. The melting is carried out in a 40 kg induction furnace with an acid A-flue. The following materials are used as charge materials: cast iron, own return, ferroalloys of magnesium, cerium, aluminum. The content of sulfur impurities is 0.05%, phosphorus - 0, lD%. After overheating of the metal to 1420 ° C, the cast iron is modified with magnesium, cerium, mepa and aluminum using appropriate ferroalloys. Investigation of properties is filled in a raw form with a complex sample, which includes a stepped slab with a wall thickness of 5 to 4 mm and wedge samples, which are used to evaluate the tendency-casting of foaming and rinse. In tab. 1 shows the chemical properties of the alloys. In tab. 2 shows the mechanical. properties of alloys. As can be seen from the table. 2, the proposed alloy has a higher fluidity, lower tendency to foaming, has a stable plasticity at the sulfur content in the initial melt. Scaling is determined by the difference in mass of the sample before and after aging at 90 ° C for 4 hours. Techniques for preparing the proposed alloy may include: preparing a melt in an acid electric arc furnace or a duplex process cupola electric furnace and subsequent modifying with magnesium and aluminum , copper, cerium. The most rational application areas of the proposed alloy are the loaded parts of tractors and automobiles. The expected economic effect is 87 thousand rubles. ° Table 1

1 Известный 3,ОО 2,О5 0,25 0,О9 О,55 - 0,0551 Known 3, OO 2, O5 0.25 0, O9 O, 55 - 0.055

Предлагае3 ,22,3 0,2 0,03 0,2 0,5 О,01 мыйProposal3, 22.3 0.2 0.03 0.2 0.5 O, 01 th

3,42,55 О,3 0,05 0,35 0,7 0,ОЗ3.42.55 O, 3 0.05 0.35 0.7 0, OZ

3,63,О 0,4 0,07 0,5 0,9 0,053.63, O 0.4 0.07 0.5 0.9 0.05

1 Извест1 Known

Примечание:В числителе графы d приведеныNote: In the numerator d columns are given

колебани  пластичности, в знаменателе - среднее значение.plasticity fluctuations, in the denominator - the average value.

Таблица 2table 2

0.5-1.50.5-1.5

Claims (1)

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марга нец, медь, магний, церий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения окалиностойкости при сохранении питейных н механических свойств, он дополнительно содержитHIGH-STRENGTH IRON, containing carbon, silicon, manganese, copper, magnesium, cerium and iron, characterized in that, in order to increase the scale resistance while maintaining the drinking and mechanical properties, it additionally contains алюминий при следующем соотношении aluminum in the following ratio ингредиентов, ingredients вес.%: weight.%: Углерод Carbon 3,2-3,6 3.2-3.6 Кремний Silicon • 2,3-2,0 • 2.3-2.0 Марганец Manganese 0,2-0,4 0.2-0.4 Магний Magnesium 0,03-0,07 0.03-0.07 Медь Copper 0,2*0,5 0.2 * 0.5 Церий Cerium 0,01-0,05 0.01-0.05 Алюминий Aluminum 0,5-0,9 0.5-0.9 Железо Iron Остальное Rest
n»SU „„1010153 n »SU„ „1010153 1 10101531 1010153
SU813317874A 1981-07-10 1981-07-10 High-tensile cast iron SU1010153A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813317874A SU1010153A1 (en) 1981-07-10 1981-07-10 High-tensile cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813317874A SU1010153A1 (en) 1981-07-10 1981-07-10 High-tensile cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1010153A1 true SU1010153A1 (en) 1983-04-07

Family

ID=20969274

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813317874A SU1010153A1 (en) 1981-07-10 1981-07-10 High-tensile cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1010153A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2370564C1 (en) * 2008-08-15 2009-10-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Malleable iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Патент DE hfe 2806309, кл. С 22 С 37/ОО, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР hfe 352592, кл, С 22 С 37/10, 1.980. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2370564C1 (en) * 2008-08-15 2009-10-20 Юлия Алексеевна Щепочкина Malleable iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4246026A (en) Manufacturing process of vermicular graphic cast-irons through double modification
US3527597A (en) Carbide suppressing silicon base inoculant for cast iron containing metallic strontium and method of using same
SU550454A1 (en) Cast iron
SU1010153A1 (en) High-tensile cast iron
US4162159A (en) Cast iron modifier and method of application thereof
EP0041953B1 (en) Production of vermicular graphite cast iron
SU1235970A1 (en) Cast iron
RU2112073C1 (en) Cast iron
SU1154366A1 (en) High-strength cast-iron
SU985119A1 (en) High-strength cast iron
SU1458412A1 (en) Iron modifier
RU2267542C1 (en) Cast iron, method for producing the same and method for thermal processing of ingots cast from the same
SU1186684A1 (en) High-strength cast iron
SU1027264A1 (en) Cast iron
SU985123A1 (en) Cast iron
SU1194906A1 (en) Cast iron
SU1036786A1 (en) Cast iron
SU1296620A1 (en) Briquetted mixture for treating grey cast iron for castings
SU1043179A1 (en) Aigh-phosphrus cast iron
SU1014957A1 (en) Cast iron
RU2138576C1 (en) cast iron
SU1705395A1 (en) Cast iron
SU1227707A1 (en) Cast iron for metallurgical equipment
SU1735419A1 (en) Alloy on the basis of aluminium
SU1296622A1 (en) High-strength cast iron