SU1357453A1

SU1357453A1 - High-strength cast iron

Info

Publication number: SU1357453A1
Application number: SU864052070A
Authority: SU
Inventors: Рем Николаевич Адамович; Михаил Иванович Карпенко; Евгений Игнатьевич Марукович; Иван Иванович Карпенко; Алексей Петрович Мельников; Светлана Михайловна Бадюкова
Original assignee: Производственное Объединение "Гомсельмаш"
Priority date: 1986-04-07
Filing date: 1986-04-07
Publication date: 1987-12-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при производстве отливок дл сельхозмашиностроени . Цель изобретени - повышение упругопластических свойств и предела выносливости при кручении. Новый чугун содержит,мае.%: С 3,2-3,8; Si 1,5-2,2; Мп 0,2-0,5; А1 0,2-1,0; N 0,11-0,27; РЗМ 0,03-0,08; V 0,12 - 0,28; Mg 0,03-0,07 и Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна V и Mg позвол ет повысить предел выносливости при кручении в 1,6-1,7 раза, относительное удлинение в 2,7- 3,2 раза и ударную в зкость в 1,6-2,3 , раза. 2 табл. S Nl О1The invention relates to metallurgy and can be used in the production of castings for agricultural machinery. The purpose of the invention is to increase the elastoplastic properties and torsion endurance limit. New cast iron contains, in May.%: C 3.2-3.8; Si 1.5-2.2; MP 0.2-0.5; A1 0.2-1.0; N 0.11-0.27; REM 0.03-0.08; V 0.12 - 0.28; Mg 0.03-0.07 and Fe - the rest. The addition of V and Mg to the composition of cast iron makes it possible to increase the endurance limit for torsion by 1.6-1.7 times, the relative elongation by 2.7-3.2 times and the impact strength by 1.6-2.3, times . 2 tab. S Nl O1

Description

Изобретение относитс к металлургии , в частности к разработке составов чугуна.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions.

Цель изобретени - повышение упру гопластических свойств и предела выносливости при кручении.The purpose of the invention is to increase the elastic properties and torsional endurance.

Выбор граничных пределов содержани компонентов, вход щих в состав предлагаемого чугуна, осуществл ют следующим образом.The selection of the boundary limits for the content of the components included in the composition of the proposed pig iron is carried out as follows.

Введение азота обусловлено тем, что он образует с кремнием, марганцем , ванадием, алюминием и углеродом нитриды и комплексные карбонитриды, микролегирующие металлическую основу и измен ющие структуру, вл сь центрами кристаллизации,что способствует повышению ударной в зкости и упругопластических свойств. Введе- ние до 0,11 мас.% азота не обеспечивает достаточного количества центров кристаллизации в расплаве при затвердении в песчано-глинистых формах, существенного измельчени структуры в отливках и повышени упругопластических свойств-, при повышении концентрации азота более 0,27 мас.% увеличиваетс количество дефектов в кристаллических решетках металлической основы,неметаллических включений по границам зерен, ухудшаетс фактор формы графитных включений, повышаютс термические напр жени , что снижает технологическую пластичность и предел выносливости при кручении.The introduction of nitrogen is due to the fact that it forms, with silicon, manganese, vanadium, aluminum and carbon, nitrides and complex carbonitrides, which micro-alloy the metal base and alter the structure, which are crystallization centers, which contributes to an increase in toughness and elastic-plastic properties. The introduction of up to 0.11 wt.% Of nitrogen does not provide a sufficient number of crystallization centers in the melt during solidification in sandy-clay forms, a significant comminution of the structure in castings and an increase in the elastoplastic properties - with increasing nitrogen concentration more than 0.27 wt.% the number of defects in the crystal lattices of the metal base, non-metallic inclusions along the grain boundaries, the shape factor of the graphite inclusions deteriorates, the thermal stresses increase, which reduces the technological plasticity and endurance in torsion.

Ванадий ввод т как эффективный микролегирующий и нитридообразующий компонент, существенно измельчающий матрицу и графитные включени , обе- спечивающий однородность структуры и повышени упругопластических свойств и стабильности выносливости при кручении . Верхний предел концентрацииVanadium is introduced as an effective microalloying and nitride-forming component, which substantially grinds the matrix and graphite inclusions, ensuring uniformity of the structure and enhancing the elastic-plastic properties and stability of torsion endurance. Upper concentration limit

ванади (0,28 мас.%) обусловлен сни- 55 ровышение пластических свойств, , трежением технологической пластичности и увеличением отбела при более высоком его содержании. При уменьшении концентрации ванади менее 0,12 мас.% .укрупн етс структура, снижаетс однородность графитных включений,ди- намическа прочность, предел текучести при кручении, увеличиваетс отбел .Vanadium (0.28 wt.%) is caused by a decrease in the plastic properties, by the frustration of technological plasticity and by an increase in chill out at its higher content. When the vanadium concentration decreases to less than 0.12 wt.%, The structure is enlarged, the uniformity of graphite inclusions decreases, the dynamic strength, the yield strength in torsion, and the chilliness increases.

Редкоземельные элементы (РЗМ) - церий и неодим или празеодим - способствуют распаду эвтектического цементита , очищают границы зерен, снижают загр зненность чугуна неметалщиноустойчивости и технологической пластичности. Их содержание обусловлено пределами, обеспечивающими получение шаровидного графита в чугуgQ не и необходимые механические свойства .Rare-earth elements (REM) - cerium and neodymium or praseodymium - contribute to the disintegration of eutectic cementite, clean the grain boundaries, reduce the contamination of the iron non-metallic resistance and technological plasticity. Their content is due to the limits that provide nodular graphite in non-ferrous cast iron and the necessary mechanical properties.

Чугун выплавл ют дуплекс-процессом (вагранка - индукционна печь) с использованием в качестве шихтовыхThe cast iron is produced by a duplex process (cupola - induction furnace) using as charge

gg материалов литейных чугунрв, стального лома и ферросплавов. Микролегирование чугуна феррованадием ФВд2Н, лигатурой ВдА-2Н и силикомарганцем СМ-17Н провод т в электропечи в конлическими включени ми, повышают предел выносливости при кручении, упру- гопластические свойства. При концентрации неодима или празеодима до 0,01 мас.% модифицирующий эффект недостаточен , а при повышении их содержани более 0,03 мас.% увеличиваетс отбел, снижаетс технологическа пластичность и динамическа про прочиость.gg materials foundry pig iron, steel scrap and ferroalloys. The microalloying of pig iron with ferrovanadium FVd2N, ligature VdA-2H and silico-manganese CM-17H is carried out in electric furnaces with conical inclusions, increase the torsional endurance strength, and elastic-plastic properties. When the concentration of neodymium or praseodymium is up to 0.01 wt.%, The modifying effect is insufficient, and with an increase in their content of more than 0.03 wt.%, The chill is increased, the technological plasticity and dynamic stability decrease.

Граничные параметры содержани углерода (3,2-3,8 мас.%) и кремни (1,5-2,2 мас.%) определ ют исход из производства высокопрочных чугу- нов с повьшенными упругопластически- ми свойствами и мелкозернистой структурой . При концентрацд1и углерода более 3,8 мае .% и кремни более 2,2 мас.% снижаетс предел выносливости при кручении, ударна в зкость и другие механические свойства чугуна, а при концентрации углерода до 3,2 мае,7, и кремни до 1,5 мас,% возрастают отбел и термические напр жени , снижаютс трещеноустойчивость, ударна в зкость и предел выносливости при кручении.The boundary parameters of carbon content (3.2–3.8 wt.%) And silicon (1.5–2.2 wt.%) Are determined based on the production of high-strength cast irons with enhanced elastoplastic properties and fine-grained structure. When the concentration of carbon is more than 3.8 wt.% And silicon is more than 2.2 wt.%, The endurance limit during torsion, impact viscosity and other mechanical properties of cast iron decrease, and at a carbon concentration up to 3.2 May, 7, and silicon to 1 , 5 wt.%, Chilling and thermal stresses increase, crack resistance decreases, impact toughness and torsion endurance limit.

Содержание легирующих добавок (марганец 0,2-0,5 мас.%, алюминий 0,2-1,0 мас.%) обусловлено существенным повышением технологической пластичности и прочности и ограничен пределами, ниже которых технологическа пластичность и прочностные свойства недостаточны, а выше которых - увеличиваютс термические напр жени и снижаютс пластические свойства и предел выносливости при изгибе и кручении.The content of alloying additives (manganese 0.2-0.5 wt.%, Aluminum 0.2-1.0 wt.%) Is due to a significant increase in technological plasticity and strength and is limited by the limits below which technological plasticity and strength properties are insufficient, and higher which increase the thermal stresses and decrease the plastic properties and the limit of endurance during bending and torsion.

Введение магни (0,03-0,07 мас.%) обусловлено их высокой модифицирующей эффективностью и поверхностной активностью, которые обеспечиваютThe introduction of magnesium (0.03-0.07 wt.%) Due to their high modifying efficiency and surface activity, which provide

щиноустойчивости и технологической пластичности. Их содержание обусловлено пределами, обеспечивающими получение шаровидного графита в чугуgQ не и необходимые механические свойства .stability and technological plasticity. Their content is due to the limits that provide nodular graphite in non-ferrous cast iron and the necessary mechanical properties.

gg материалов литейных чугунрв, стального лома и ферросплавов. Микролегирование чугуна феррованадием ФВд2Н, лигатурой ВдА-2Н и силикомарганцем СМ-17Н провод т в электропечи в конным чугуном.gg materials foundry pig iron, steel scrap and ferroalloys. The microalloying of pig iron with ferrovanadium FVd2N, ligature WdA-2H and silico-manganese CM-17H is carried out in an electric furnace in horse-iron.

Claims

Invention Formula

313574534 grades at 1420-1450 ° C, modified by 2.7-3.2 times and toughness in talent - by ferrocerium, by alloys 1.6-2.3 times as compared with lime-magnesium-praseodymium and magnesium-neodymium, and microalloying of cast iron with nitrogen and aluminum directly in the distribution, with precision casting buckets,

2 tons. Digestion of microalloying and micro- High-strength cast iron containing the constituent components of carbon, silicon, manganese, aluminum wt.%: Ferrovanadium Vd2Ni vanadium, nitrogen-, rare earth elements 88-94 {praseodymium and neodymium from fO and iron, characterized by magnesium-praseodymium and magnesium-neodymium in that, in order to increase the elasticity, 70-74; nitrogen from nitrided ferroplastic properties and the elimination limit of 78-84; cerium is from ferroceri torsional effusion, it has an additional 75-78; magnesium from its alloys 51-54. It contains vanadium and magnesium in order to determine the bleaching that is used to fill the f5 with the following ratio of components, foamy process samples. wt%;

Table 1 shows the chemical compositions of the cast iron, and Table 2 shows the results of the analysis of the properties of the known and proposed cast iron.

As follows from Table 2, the additional input of vanadium and magnesium into the composition of cast iron allows to increase the endurance limit During torsion by 1.6-1.7 25 times, the relative elongation by

Cast iron

T

- The amount of REM. - Cast iron, in addition, wt. Cr 1.1; Ti 0.15; Ca 0.06.

Nym iron.

2.7-3.2 times 1.6-2.3 times

Invention Formula

2.7-3.2 times and toughness 1.6-2.3 times as compared with lime

Table 1

Component content, May.2

- 750

4.0

29

482 10.9 48

P2 171

540 12.2 65

193

558 11.6 62

188

Editor N.Rogulich

Compiled by N.Kostornoy

Tehred And, Popovich Proofreader G. Reshetnik

5971/24

Circulation 605 Subscription

VNIIPI USSR State Committee

for inventions and discoveries 113035j Moscow, Zh-359 Raushsk nab., 4/5

. Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4

Table 2

;

543 565 335

12.9 11.8 4.7

68 64

32

19B 191 125

519 9.8

44

161

480

10.2

42

163