[go: up one dir, main page]

SU1454873A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1454873A1
SU1454873A1 SU874281075A SU4281075A SU1454873A1 SU 1454873 A1 SU1454873 A1 SU 1454873A1 SU 874281075 A SU874281075 A SU 874281075A SU 4281075 A SU4281075 A SU 4281075A SU 1454873 A1 SU1454873 A1 SU 1454873A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
wear resistance
iron
maintaining
level
Prior art date
Application number
SU874281075A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Михайлович Михайловский
Михаил Михайлович Бондарев
Ирина Михайловна Громыко
Владимир Николаевич Рыбаков
Original Assignee
Белорусский 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 Политехнический Институт filed Critical Белорусский Политехнический Институт
Priority to SU874281075A priority Critical patent/SU1454873A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1454873A1 publication Critical patent/SU1454873A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к металу- лургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в услови х трени  и ударно-циклических нагрузок. Целью изобретени  - повышение ударно-усталостной долговечности при сохранении уровн  износостойкости . Новый чугун содержит, мас.%: С 3,2-4,5; Si 2-2,8; Мп 0,1- 0,4; Сг 0,6-1,2; Си 0,8-1,4; Мо 0,6- 1,0; V 0,2-0,6; Р 0,2-0,6; N 0,01- 0,02; БЪ 0,02-0,04; МЪ 0,4-0,8; РЗК 0,005-0,01 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Sb, Nb и РЗК обеспечил по сравнению с известным составом повьшение ударно-усталостной долговечности в 1,36- 1,56 раза при сохранении уровн  износостойкости чугуна. 2 табл. The invention relates to metallurgy and can be used in the production of castings operating under conditions of friction and cyclic shock loads. The aim of the invention is to increase the shock-fatigue life while maintaining the level of wear resistance. New cast iron contains, wt%: C 3.2-4.5; Si 2-2,8; Mp 0.1-0.4; Cr 0.6-1.2; Cu 0.8-1.4; Mo 0.6 - 1.0; V 0.2-0.6; P 0.2-0.6; N 0.01-0.02; БЬ 0,02-0,04; Mb 0.4-0.8; РЗК 0,005-0,01 and Fe the rest. Additional input into the composition of cast iron Sb, Nb and RZK provided compared with the known composition of the impact-fatigue life of 1.36-1.56 times while maintaining the level of wear resistance of cast iron. 2 tab.

Description

1one

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов чугуна дл  отливок, работающих в услови х трени  и ударно-циклических нагрузок.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for castings operating under conditions of friction and cyclic loading.

Цель изобретени  - повьппение ударно-усталостной долговечности (УУД) при сохранении уровн  износостойкости .The purpose of the invention is to penetrate impact fatigue life (UL) while maintaining the level of wear resistance.

Выбор граничных пределов содержа7 ни  компонентов, вход щих в состав предложенного чугуна, обусловлен еле- дую1цими соображени ми.The choice of the boundary limits of the components included in the composition of the proposed pig iron is due to very careful considerations.

Углерод и кремний: нижние пределы (3,2 и 2,0 мас.% соответственно) выбраны исход  из технологичности сплава и обеспечени  его достаточной жидко- текучести. Верхние пределы (4,5 и 2,8 мае.7, соответственно) выбраны исход  из необходимости обеспечени Carbon and silicon: the lower limits (3.2 and 2.0 wt.%, Respectively) are selected on the basis of the processability of the alloy and ensuring its sufficient fluidity. The upper limits (4.5 and 2.8 May.7, respectively) are chosen on the basis of the need to ensure

10ten

1515

2020

требуемой стойкости и износостойкостиrequired durability and wear resistance

чугуна.cast iron.

Марганец - карбидостабилизирующий элемент, упрочн ющий сплав. При этом он не образует собственные карбиды, в св зи с чем содержание марганца ограничено в пределах 0,1-0,4 мас.%. Превышение содержани  марганца вьаае верхнего предела не приводит к существенному упрочнению сплава.Manganese is a carbide stabilizing element, hardening alloy. However, it does not form its own carbides, and therefore the manganese content is limited to 0.1-0.4 wt.%. Exceeding the manganese content above the upper limit does not lead to a substantial hardening of the alloy.

Наличие хрома в составе чугуна вThe presence of chromium in the composition of cast iron in

пределах 0,6-1,2 мас.% обеспечивает кристаллизацию сплава по метаста- бильной диаграмме с образованием ле- дебуритной эвтектики. Хром относитс  к сильным карбидообразующим элементам , существенно повышающим твердость и износостойкость чугунов. Нижний предел содержани  хрома (0,6 мас.%) обусловлен отсутствиемthe range of 0.6–1.2 wt.% provides the alloy crystallization according to a metastable diagram with the formation of a lebourite eutectic. Chromium refers to strong carbide-forming elements that significantly increase the hardness and wear resistance of the cast iron. The lower limit of the chromium content (0.6% by weight) is due to the absence of

SS

0000

соwith

3эффекта повышени  твердости, верхни ( 1,2 мае.%) ограничен снижением жид котекучести и увеличением склонности чугуна к пленообразованию.3 of the effect of increasing hardness, the upper (1.2 May.%) Is limited by a decrease in fluidity and an increase in the tendency of the pig iron to be foamed.

Медь в составе чугуна вызывает эффект дисперсионного твердени , чт способствует измельчению перлитно- цементитной эвтектики. Нижний преде содержани  меди (П,8 мас. минимальна  концентраци , вызыЕатр;а  эффект дисперсионного твердени . Верхнее содержание меди в чугуне (1,4 мас.%) ограничено стабилизацией дисперсионного твердени  и незначительным повышением УУД сплава. Молибден и ванадий - упрочн ющие элементы, действие которых св зано с измельчением графитных включений, стабилизацией перлитной составл юще структуры за счет увеличени  дисперности и микротвердости перлита. Содержание молибдена и ванади  ниже нижнего предела ( 0,6 мас.% иCopper in the composition of cast iron causes a dispersion-hardening effect, which contributes to the grinding of pearlite-cementite eutectic. The lower limit of copper content (P, 8 wt. Minimum concentration, vyzatr; and the effect of dispersion hardening. The upper copper content in the cast iron (1.4 wt.%) Is limited by stabilization of dispersion hardening and a slight increase in the ULA alloy. Molybdenum and vanadium are reinforcing , the action of which is associated with the grinding of graphite inclusions, stabilization of the pearlite component of the structure by increasing the dispersion and microhardness of perlite. The content of molybdenum and vanadium is below the lower limit (0.6 wt.% and

:0,2 мас.%) приводит к резкому снижению прочностных характеристик, а содержание их вьше верхнего предела ( 1,0 мас,% и 0,6 мас.%) эконо- мически нецелесообразно.: 0.2 wt.%) Leads to a sharp decrease in the strength characteristics, and their content above the upper limit (1.0 wt.% And 0.6 wt.%) Is economically impractical.

Сурьма стабилизирует перлитную составл ющую структуры чугуна, способствует также переохлаждению расплава , измен ет форму и размеры графитных включений. Общее число включний графита с добавкой сурьмы увеличиваетс , что благопри тно сказываес  на повышении износостойкости чугуна . Верхний предел содержани  сурьмы (0,04 мас.%) ограничен малым приростом перлитизирующего эффекта нижний (0,02 мас.%) обусловлен досжением требуемой прочности.Antimony stabilizes the pearlite component of the iron structure, also contributes to the supercooling of the melt, changes the shape and size of graphite inclusions. The total number of inclusions of graphite with the addition of antimony increases, which is favorable for increasing the wear resistance of cast iron. The upper limit of the content of antimony (0.04 wt.%) Is limited by a small increase in the perlitisation effect of the lower (0.02 wt.%) Due to the achievement of the required strength.

Фосфор существенно повьго ает жид котекучесть высокоуглеродистых сплавов и усредн ет число графитны включений. Общее число включений графита становитс  меньше, но располагаютс  они в металлической основе чугуна более равномерно. Кроме того, в присутствии сурьмы и азта фосфор в чугуне образует сложну азотсодержащую фосфидно-сурьм нис- тую эвтектику, обладающую большейPhosphorus significantly increases the fluidity of high-carbon alloys and averages the number of graphite inclusions. The total number of graphite inclusions becomes smaller, but they are located more evenly in the metal base of cast iron. In addition, in the presence of antimony and nitrogen, phosphorus in cast iron forms a complex nitrogen-containing phosphide-antimony lower eutectic, having a greater

поby

твердостью (Е л : 735 кг/мм -), сравнению с обычной фосфидной (HI л 580 кг/мм ), котора , располага сь по границам зерен в виде разорванной сетки и облада  больше температурой плавлени  ( ),hardness (E l: 735 kg / mm -), compared with the usual phosphide (HI l 580 kg / mm), which is located at the grain boundaries in the form of a broken mesh and has a higher melting point (),

способствует повьпчению износостойкости чугуна. Обычна  (Fe - ) эвтектика , располага сь сплошной сеткой по границам зерен, имеет невысокую температуру плавлени  (). При длительной работе чугун нагреваетс  до температур, близким к температуре плавлени  эвтектики, про- исходит подплавление эвтектики по границам зерен и затем резкое повышение темпа износа, материал разрушаетс  .contributes to the wear resistance of cast iron. A conventional (Fe -) eutectic, having a solid mesh at the grain boundaries, has a low melting point (). During long-term operation, the cast iron is heated to temperatures close to the eutectic melting point, eutectic is melted at the grain boundaries and then a sharp increase in the wear rate, the material is destroyed.

Верхний предел содержани  фосфора 5 (0,6 мас.%) ограничен достижением максимума твердости сплава, нижний предел (0,2 мас.%) обусловлен снижением жидкотекучести чугуна.The upper limit of the phosphorus content of 5 (0.6 wt.%) Is limited to the achievement of the maximum hardness of the alloy, the lower limit (0.2 wt.%) Is due to a decrease in the fluidity of pig iron.

Дополнительный ввод в состав из- 0 носостойкого чугуна ниоби  способствует измельчению структуры металлической основы за счет образовани  мелкодисперсных карбидов ниоби , равномерно расположенных по сечению 5 отливки, предотвраща  микроликваци- ,онную неоднородность сплава. При этом су1чественно повышаетс  УУД чу- гука.The addition of niobium into the composition of wear-resistant cast iron contributes to the refinement of the metal base structure by forming finely dispersed niobium carbides uniformly located along the 5 section of the casting, preventing microloactivity non-uniformity of the alloy. At the same time, the UUD of the chuguka significantly increased.

Нижний предел содержани  ниоби  Q в чугуне (0,4 мас.%) установлен необходимым количеством карбидов ниоби  дл  уменьшени  микроликваци- онной неоднородности. Верхний предел (0,8 мас.%) ниоби  не вызывает су1дественного увеличени  дисперсности карбидов и повышени  УУД.The lower limit of the content of niobium Q in the pig iron (0.4 wt.%) Is set by the necessary amount of niobium carbides to reduce the microlicational inhomogeneity. The upper limit (0.8 wt.%) Of niobium does not cause a substantial increase in the dispersion of carbides and an increase in the ECU.

РЗМ введенные в состав чугуна, относ тс  к сильным рафинирующим элементам, св зывают S (примеси 0 чугуна) в неметаллические включени  и измен ют топографию их расположени , вытесн   с границ зерен и перевод  последние непосредственно внутрь зерна. При этом значительно повыша- 45 ютс  силы молекул рно-механического сцеплени . УУД повышаетс  вследствие удалени  неметаллических включений с границ зерен, преп тствующих движению дислокаций. Нижний предел содержани  РЗМ (0,005 мас.%) - минимальна  концентраци , при которой осуществл етс  его положительное вли ние. Верхний предел (0,01 мас.%) установлен исход  из принципа экономичности. Bbmie верхнего предела эффект прироста УУД и износостойкости незначительный .The rare-earth metals introduced into the composition of cast iron are referred to as strong refining elements, bind S (iron impurities) to non-metallic inclusions and change the topography of their location, displaced from the grain boundaries and transferred to the inside of the grain. In this case, the forces of molecular-mechanical adhesion significantly increase. The ECM increases due to the removal of non-metallic inclusions from the grain boundaries that prevent dislocation movement. The lower limit of the content of REM (0.005 wt.%) Is the minimum concentration at which its positive effect is realized. The upper limit (0.01 wt.%) Set on the basis of the principle of efficiency. Bbmie the upper limit of the effect of the growth of the CRA and wear resistance is negligible.

Пример. Плавку исходного расплава чугуна осуществл ли в индук5Example. The melting of the molten pig iron source was carried out in an induc5

ционной тигельной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой тигл . После перегрева расплава до 145П С осуществл етс  доводка химического состава по основным и легирующим элементам. В качестве ферросплавов использовали: азотированный феррохром ФХ 400Н (Сг 68%, N 5%), ферромарганец ФМп 0,5 (85% Мп), ферромолибден ФМ2 (Мо 55%), феррониобий ФН-3 (Nh 55,6%) феррованадий Bgl (V 40%), катодную медь МЧ, кристаллическую сурьму Су2, цериевый мипметалл МЦ-40 (Се 36%).crucible furnace with a capacity of 50 kg with an acid lining of crucibles. After overheating of the melt to 145 ° C, the chemical composition is adjusted to the basic and alloying elements. As ferroalloys used: nitrated ferrochrome PF 400N (Cr 68%, N 5%), ferromanganese FMp 0.5 (85% Mn), ferromolybdenum FM2 (Mo 55%), ferroniobium FN-3 (Nh 55.6%) ferrovanadium Bgl (V 40%), cathode copper MCh, crystalline antimony Cy2, cerium mipmetall MC-40 (Ce 36%).

Усвоение элементов из ферросплавов , %: Сг 65-75; N F,5-75; Мп 85-90; V 70; Мо 80; ИЪ 85. Усвоение Си 90%, ЗЪ 90%, РЗМ 60-70%.The assimilation of elements from ferroalloys,%: Cr 65-75; N F, 5-75; Mp 85-90; V 70; Mo 80; 85. The mastery of C 90%, Z 90%, REM 60-70%.

Дл  сравнительных испытаний известного и предложенного чугунов на УУД использовали специальную установку , реализующую односторонний изгиб ударного образца без надрезаFor comparative tests of the known and proposed cast irons at an electronic modulator, a special installation was used that implements one-sided bending of the impact specimen

сосредоточенным ударом в центре с частотой 400 ударов в минуту. Образцы дл  испытаний на ударную усталость имели размеры 10 10«55 мм. Испытани  проводили при посто нной нагрузке 0,3 кг. За критерий УУД принимали количество циклов нагруже- ни  до разруше ни  образца.concentrated blow in the center with a frequency of 400 beats per minute. The impact fatigue test specimens measured 10 10 55 55 mm. The tests were carried out at a constant load of 0.3 kg. The number of load cycles to the destruction of a sample was taken as the criterion of the CRA.

Износостойкость оценивали весовым методом. Образец диаметром 10 мм перемещали по поверхности абразивного материала. Дисперсность корунда, который служил в качестве абразивногоWear resistance was evaluated by the gravimetric method. A sample with a diameter of 10 mm was moved along the surface of the abrasive material. The dispersion of corundum, which served as an abrasive

материала, составл ла 250-320 мкм. Нагрузка на образец 1,5 кг. Путь образца по поверхности составл л 50 м. Скорость движени  0,8 м/с.material was 250-320 microns. The load on the sample is 1.5 kg. The sample path on the surface was 50 m. The speed of movement was 0.8 m / s.

Б таблице 1 приведены химические составы предлагаемого и известного чугунов, в таблице 2 - результаты испытаний.B table 1 shows the chemical compositions of the proposed and well-known iron, in table 2 - the test results.

Таблице 1Table 1

ИзвестныйFamous

Предлагае мый Нижний 3,2 2,0 0,1 0,6 Средний 3,8 2,4 0,25 0,9 - Верхний 4,5 2,8 0,4 1,2 Таблица 2Offered lower level 3.2 2.0 0.1 0.6 Average 3.8 2.4 0.25 0.9 - Top 4.5 2.8 0.4 1.2 Table 2

Чугун : Пределы ;Cast Iron: Limits;

СвойстваProperties

j УУД ,j wud,

I Износ, ; гI Wear, g

СредНИИSredNII

Нижний Lower

СредnoSredno

150150

1,8 1,41.8 1.4

0,6 0,2 0,2 0,01 0,02 0,4 0,005 Остальное0.6 0.2 0.2 0.01 0.02 0.4 0.005 Else

0,8 0,4 0,4 0,015 0,03 0,6 00075 Остальное0,8 0,4 0,4 0,015 0,03 0,6 00075 Else

1,0 0,6 0,6 0,02 0,04 0,8 0,01 Остальное1.0 0.6 0.6 0.02 0.04 0.8 0.8 0.01 Else

Как видно из полученных результатов испытаний, чугун предложенного состава отличаетс  более высокой УУД (в 1,36 - 1,56 раза) при сохранении достаточно высокого уровн  износостойкости .As can be seen from the obtained test results, the pig iron of the proposed composition is characterized by a higher CF (1.36 - 1.56 times) while maintaining a sufficiently high level of wear resistance.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, хром, медь, молибден, ванадий, фосфор, азот и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  ударно-усталостной долговечности при сохранении уровн  износостойкости, он дополнительно содержит сурьму, ниобий и редкоземельные элементы при следую- щем соотношении компонентов, мас.%: Углерод 3,2 - 4,5 Кремний 2,0 - 2,8 Марганец О 1 Хром . 0,6 - 1,2Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, copper, molybdenum, vanadium, phosphorus, nitrogen and iron, characterized in that, in order to increase impact-fatigue life while maintaining the level of wear resistance, it additionally contains antimony, niobium and rare-earth elements with The following ratio of components, wt.%: Carbon 3.2 - 4.5 Silicon 2.0 - 2.8 Manganese O 1 Chromium. 0.6 - 1.2 714548738714548738 Медь0,8-1,4Сурьма0,02 - 0,04Copper 0.8-1.4 Antimony 0.02 - 0.04 Молибден0,6 - 1,0Ниобий0,4 - 0,8Molybdenum 0.6 - 1.0Niobium0.4 - 0.8 Ванадий0,2 - 0,6РедкоземельныеVanadium 0.2 - 0.6 Rare Earth Фосфор0,2-0,65элементы0,005-0,0Phosphorus 0,2-0,65 elements 0,005-0,0 Азот0,01 - 0,02ЖелезоОстальноеNitrogen 0.01 - 0.02 Iron Else
SU874281075A 1987-07-13 1987-07-13 Cast iron SU1454873A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874281075A SU1454873A1 (en) 1987-07-13 1987-07-13 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874281075A SU1454873A1 (en) 1987-07-13 1987-07-13 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1454873A1 true SU1454873A1 (en) 1989-01-30

Family

ID=21318244

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874281075A SU1454873A1 (en) 1987-07-13 1987-07-13 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1454873A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318045C2 (en) * 2006-03-13 2008-02-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент FR № 1362572, кл. С 22 С 37/00, 1972. Авторское свидетельство СССР № 836l 86, кл. С 22 С 37/10, 1981. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2318045C2 (en) * 2006-03-13 2008-02-27 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
UA126490C2 (en) Silicon based alloy, method for the production thereof and use of such alloy
SU1454873A1 (en) Cast iron
SU1573046A1 (en) Low-silicon aluminium cast iron
SU1082855A1 (en) Cast iron
RU2230817C1 (en) Cast iron
RU2011693C1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1752819A1 (en) Antifriction cast iron
RU2037551C1 (en) Pig iron
SU1504280A1 (en) Casting iron
SU1219665A1 (en) Charge for melting
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron
SU1663042A1 (en) Cast iron
SU1440948A1 (en) Cast iron for rolling-mill rolls
SU1723180A1 (en) Cast iron
SU1742350A1 (en) Steel
RU2122043C1 (en) Alloyed cast iron
SU1659516A1 (en) Cast iron for engine cylinder liners
SU1339160A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1366547A1 (en) Cast iron
SU1395687A1 (en) Cast iron
SU831849A1 (en) Cast iron
SU1749310A1 (en) Low-carbon weld steel
SU1255659A1 (en) Wear-resistant white iron
SU1652372A1 (en) Wear-resistant cast alloy
SU1296621A1 (en) Cast iron