[go: up one dir, main page]

SU1421795A1 - Iron - Google Patents

Iron Download PDF

Info

Publication number
SU1421795A1
SU1421795A1 SU874216576A SU4216576A SU1421795A1 SU 1421795 A1 SU1421795 A1 SU 1421795A1 SU 874216576 A SU874216576 A SU 874216576A SU 4216576 A SU4216576 A SU 4216576A SU 1421795 A1 SU1421795 A1 SU 1421795A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
content
iron
strontium
temperature
Prior art date
Application number
SU874216576A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Михайлович Бондарев
Владимир Михайлович Михайловский
Николай Иванович Бестужев
Ольга Михайловна Миланович
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 SU874216576A priority Critical patent/SU1421795A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1421795A1 publication Critical patent/SU1421795A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и быть использовано при производстве отливок, работающих .в услови х положительных и отрицательных (до -60 С)температур. Цель изобретени  - повышение механических свойств и снижение отбела. Предложенный чугун содержит, мас.%: С 3,3- 3,7; Si 1,0-1,4; Мп 0,004-0,01; Mg 0,01-0,04; Са 0,015-0,03; Се 0,005- 0,07; А1 0,02-0,08; Ва 0,015-(f),03; Сг 0,01-0,06, N 0,01-0,03, Zr 0,05- 0,2, Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна N и Zr позвол ет пов гсить механические свойства: GB (МПа) в 1,4-1,8 раза, §,(;) в 1,6- 3 раза, ударной в зкости в 1,3-3,5 раза и снизить отбел в 1,5-8,0 раза. 2 табл.. : (The invention relates to metallurgy and to be used in the production of castings operating under positive and negative (up to -60 ° C) temperatures. The purpose of the invention is to improve the mechanical properties and reduce chill. The proposed cast iron contains, wt%: C 3.3-3.7; Si 1.0-1.4; MP 0.004-0.01; Mg 0.01-0.04; Ca 0.015-0.03; Ce 0.005-0.07; A1 0.02-0.08; Ba 0.015- (f), 03; Cr 0.01-0.06, N 0.01-0.03, Zr 0.05-0.2, Fe balance. The additional input of N and Zr into the cast iron makes it possible to vary the mechanical properties: GB (MPa) 1.4-1.8 times, §, (;) 1.6-3 times, impact strength 1.3- 3.5 times and reduce chill in 1.5-8.0 times. Table 2.: (

Description

(L

СWITH

Изобретение относитс  к металтлур тии в- частности к раз1)аботке соста- воБ чугуна дл  отливок, работающих в услови х положительных и отрицатель- ных температур.The invention relates to metallurgy, in particular, to the time1) the working composition of cast iron for castings operating under conditions of positive and negative temperatures.

Цель изобретени  - повьаиение механических свойств и снижение отбе ла.The purpose of the invention is to improve the mechanical properties and reduce the selection.

Выбор граничных пределов компонен тов в составе предложенного чугуна :обусло.влен следующим. Верхние преде ЛЬ углерода и кремни  (3,7 и 1,4 ;маСо% соответственно) выбраны исход  из необходимости обеспечени  высоких показателей механических свойств, а также вследствие образовани  при превыиении верхнего предела хрупких сложных эвтектических карбидов, Ниж- кие пределы содержани  по углероду 3,3 мас.% и кремни  мас.% опреде лены снижением технологических свойств и в первую очередь - жидко- текучести сплава.The selection of the boundary limits of the components in the composition of the proposed cast iron is based on the following. The upper limits of LB carbon and silicon (3.7 and 1.4; maco%, respectively) are chosen based on the need to ensure high mechanical properties, and also due to the formation of brittle complex eutectic carbides when the upper limit is exceeded. Lower limits of carbon content 3 , 3 wt.% And silicon wt.% Are determined by a decrease in the technological properties and, first of all, by the fluidity of the alloy.

Марганец образует устойчивые карби ды марганца, поэтому его содержание в сплаве должно быть минимальным Со держание марганца 0,004-0,01 мас,% установлено исход  из технологических условий плавки и содержани  марганца в шихтовых материалах.Manganese forms stable carbides of manganese; therefore, its content in the alloy should be minimal. The content of manganese is 0.004-0.01 wt.%, Based on the technological conditions of melting and the content of manganese in charge materials.

Кальций и барий железоуглеродис тых сплавов ..в количестве 0,015- 0,03 мае,% к,аждого из элементов обеспечив шот получение чугуна, обладаюгде го высокими пластическими свойства ш за счет улучшени  формы неметалличес° ких включений с одновременной феррити зацией матрицы. Верхний предел содер жани  в чугуне кальци  и бари  (0,03 мас„%) обусловлен малым ростом положительного эффекта при дгшьней швм повьачении их содержани « Нижний пред&л (OjOlS мас,%) ограж Лек от- сутствием сфероидизирующего эффекта вли ни  этих элементов на форму нема таллических включений и не обеспечи - вает графитизацию сплава.Calcium and barium of iron-carbon alloys .. in an amount of 0.015–0.03 May,% k, each of the elements providing a shot for producing pig iron, possessing high plastic properties of w due to improving the shape of nonmetallic inclusions with simultaneous ferritization of the matrix. The upper limit of the content of calcium and barium in the iron (0.03 wt%) is due to a small increase in the positive effect with a higher degree of increase in their content, “Lower prev & on the form of non-metallic inclusions and does not provide graphitization of the alloy.

Стронций в состав чугуна ввод т дл  повышени  графитизирующего эффек та Особенно эффективно вли ние стронци  про вл етс  при наличии в чугуне элементов, обладающих высо КИМ химическим сродством в сере и кислороде, таких как церий, барий,, калыцш. Содержание стронци  менее OjOl мае,л пе обеспечивает образова ни  дополниталышх центров кристаллизации и не- оказьшает заметногоStrontium is introduced into the composition of cast iron to increase the graphitizing effect. The effect of strontium is especially effective when there is an element in the cast iron that has high KIM chemical affinity in sulfur and oxygen, such as cerium, barium, kalitsch. The content of strontium is less than OjOl May, l ne ensures the formation of additional crystallization centers and is not noticeable

с with

5 0 50

5 0 50

Q Q

5five

5five

вли ни  на количество и размер звтек. тических зерен. Модифицирующее деист- вие стронци  про вл етс  при его со- держании в чугуне ,0,01-0,05 мас.%. Добавка стронци  в количестве более 0,06 мас.% вследствие ограниченной растворимости в чугуне приводит к микролнквации стронци  по границам зерен, что снижает пластичность чугуна . I , .influence the number and size of the unit. tic grains. The modifying effect of strontium is manifested when it is contained in cast iron, 0.01-0.05 wt.%. The addition of strontium in the amount of more than 0.06 wt.% Due to the limited solubility in the iron leads to micronization of strontium at the grain boundaries, which reduces the ductility of the iron. I,.

Церий при содержании его в чугуне в пределах Oi005-0,07 мас,% выполн ет функции элемента-графити- затора. Кроме того церий в количестве 0,005 мас,%, что соответствует нижнему пределу его содержани  в чугуне , исключает по вление графитз неправильной формы. Верхний предел содержани  цери  (0,04 м ас.%) ограничен возможностью по влени  отбела в отливках.When its content in the pig iron is within the range of Oi005-0.07 wt.%, The cerium performs the functions of a graphitizing element. In addition, cerium in the amount of 0.005 wt.%, Which corresponds to the lower limit of its content in the iron, eliminates the appearance of irregular graphitzes. The upper limit of the cerium content (0.04 m ac.%) Is limited by the possibility of chipping in the castings.

Магний при остаточном содержании его в сплаве 0,01-0,04 мас,% в присутствии бари , кальци  и цери  обеспечивает получение в структуре графита шаровидной формь, чТо положительно вли ет на прочностные характеристики сплава как при положительных, так и при отрицательных температурах. Верхний предел содержани  магни  (0,04 мас,%) ограничен образованием структурно-свободных карбидов в литом состо нии. При содержании магни  на ьшжнем пределе (0.01 мас,%) в структуре обеспечиваетс  не менее 80% включений графита шаровидной . Ввод в состав чугуна алюмини  в количестве 0, мас,% обес .печивает глубокое раскисление распла- вЕе Нижний предел содержани  по алюминию обусловлен графитизирующим действием последнего. Выдержка в печи при температуре модифицированного нитридам-и циркони  чугуна показывает,) что продолжительность эффекта пр мо зависит от концентрации А1 в металле, Повмшение концентрации Ai (0,,08 мас,%) удлин ют эффект модифицировани ,что необходимо при заливке большого количества форм из ковша. Поступающий из окружающей ат- мосферы в жидкий металл кислород способствует образованию корунда. При содержании алюмини  свьше 0,08 мас,% ашшаютс  технологические свойств чугуна. Цирконий и азот при совместном их вводе в чугун образуют устой-Magnesium with its residual content in the alloy of 0.01-0.04 wt,% in the presence of barium, calcium and cerium ensures the preparation of spherical forms in the graphite structure, which positively affects the strength characteristics of the alloy at both positive and negative temperatures. The upper limit of the magnesium content (0.04 wt.%) Is limited by the formation of structurally free carbides in the cast state. When the content of magnesium at the end limit (0.01 wt,%) in the structure, not less than 80% of spheroidal graphite inclusions are provided. Entering into the composition of aluminum cast iron in the amount of 0, wt,% ensures a deep deoxidation of the melt. The lower limit of the content in aluminum is due to the graphitizing effect of the latter. The aging in the furnace at the temperature of the modified nitrides and zirconium cast iron shows that the duration of the effect directly depends on the concentration of A1 in the metal. Increasing the concentration Ai (0, 08 wt.%) Lengthens the effect of modification, which is necessary when pouring a large number of forms. from the bucket. The oxygen coming from the surrounding atmosphere into the liquid metal promotes the formation of corundum. When the aluminum content is above 0.08 wt,%, the technological properties of cast iron are equivalent. Zirconium and nitrogen when they are introduced into the cast iron together form stable

,чивые нитриды, упрочн.чюохие структуру чугуна. Предварительный ввод в чугун алюмини  Б количестве (0,02 - 0,08 мае.%) обеспечивает глубокое раскисление расплава и расход Zr главным образом на реакцию с азотом При металлографическом исследовании структуры чугуна установлено, что частицы корунда служат подложками при кристаллизации нитрида Zr. Б результате модифицировани  нитридами существенно измельчаетс  зерно по сечению и высоте отливок, что сопро- во даетс  уменьшением концентрации примесей на границах зерен, повышением механических свойств и хладо- стойкости чугуна. Верхний предел содержани  циркони  в чугуне До,2 мас, ограничен по влением в структуре чугуна стаби 1изированных фаз, обуславливающих по вление цементита, обогащенного карбидами циркони . Это прводит к повышению хрупкости чугуна. Нижний предел содержани  циркони  в чугуне 0,05 мас.% соответствует отсутствию эффекта повьш1ени  пластичности сплава., nitrides, reinforced iron structure. Preliminary introduction of quantity B in aluminum cast iron (0.02–0.08 May.%) Provides deep melt deoxidation and consumption of Zr mainly for reaction with nitrogen. During the metallographic study of the structure of cast iron, it was found that corundum particles serve as substrates for crystallization of Zr nitride. As a result of the modification with nitrides, the grain is substantially crushed over the cross section and height of the castings, which is accompanied by a decrease in the concentration of impurities at the grain boundaries, an increase in the mechanical properties and cold resistance of the iron. The upper limit of the zirconium content in the cast iron, up to 2 wt.%, Is limited by the presence of stabilized phases in the cast iron structure, which cause the appearance of cementite enriched in zirconium carbides. This leads to increased brittleness of the cast iron. The lower limit of the content of zirconium in the cast iron 0.05 wt.% Corresponds to the absence of the effect of increasing the ductility of the alloy.

Азот при введении его в чугун изNitrogen when injected into cast iron from

10ten

) 20 21795) 20 21795

в П дукционной , .,ауглерокиваш1И расплава и введении ферросплавов и модификаторов,in P ductile,., auglerokivasiI melt and the introduction of ferroalloys and modifiers,

После доводки расплавленного чугуна по содержанию основных компонентов и модифицирование магнием в печи расплав при температуре 1380 С заливают в KOBLa, включают плазмотрон и производ т продувку расплава -азотной плазмой в течение 20 с дп  насыщени  чугуна азотом. Режим работы плазмотрона: сила тока 180 А, напр жение дуги 100 В, расход азота 1,1 M-V4.After refining the molten pig iron according to the content of the main components and modifying with the magnesium in the furnace, the melt at a temperature of 1380 ° C is poured into KOBLa, the plasma torch is turned on and the melt is blown with nitrogen plasma for 20 sec. The mode of operation of the plasma torch: current 180 A, arc voltage 100 V, nitrogen flow 1.1 M-V4.

15 По истечении указанного времени в плазменную струю питателем .ввод т в течение 10 с порошок циркони . Общее врем  продувки составл ет 30 с.15 After the specified time has elapsed, a zirconium powder was introduced into the plasma jet by a feeder. The total purge time is 30 seconds.

Склонность чугуна к отбелу в литом состо нии оцениваетс  по излому клиновидной пробы, залитой на холодную металлическую плиту. Образцы дл . испытани  механических свойств чугуна вырезают из проб, отлитых в сырьеThe cast iron's tendency to chill bleached is assessed by fracture of a wedge-shaped sample poured onto a cold metal plate. Samples for testing the mechanical properties of cast iron is cut from samples cast in raw materials

25 песчано-глинистые формы.25 sandy-clay forms.

Изучение механических свойств производ т на образцах, вырезанных из литых проб. Испытание на разрыв производ т на. машине марки ИРМ-50The study of mechanical properties was carried out on samples cut from cast samples. A tensile test is performed. car brand IRM-50

мельчает эвтектическое зерно, стабили-зо мощностью 50 т, испытание на удар - зирует и упрочн ет перлит. В металлической основе исчезает феррит иthe eutectic grain becomes smaller, the stabilization capacity is 50 tons, the impact test hardens and strengthens perlite. Ferrite disappears from the metal base and

.резко возрастает дисперсность перлита . При этом обща  микротвердость перлита возрастает с 274-278 до 340-, 356 кгс/мм, что повьппает общую проч-ность чугуна. Возрастание микротвердости перлита объ сн етс  микроле- гированием перлита дисперсными нитридами циркони . Содержание азота менее 0,01 мас,% не оказывает заметного эффекта на упрочнение сплава. При вводе азота более 0,03 мас,% пластичность чугуна падает за счет образовани  структурно-свободных карбидов. Оптимальным  вл етс  содержание азота в чугуне 0,01-0,03 мас.%.The dispersion of perlite increases dramatically. At the same time, the total microhardness of perlite increases from 274-278 to 340-, 356 kgf / mm, which makes the overall strength of the iron. The increase in the microhardness of perlite is explained by the microtreatment of perlite by dispersed zirconium nitrides. The nitrogen content is less than 0.01 wt,% does not have a noticeable effect on the hardening of the alloy. When nitrogen is introduced in more than 0.03 wt.%, The ductility of the iron decreases due to the formation of structurally free carbides. The optimum nitrogen content in cast iron is 0.01-0.03 wt.%.

Дл  изучени  структуры и свойств предложенного выплавлены чугуны, содержащие основные компоненты на нижнем , среднем и верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнего уровней и известный сплав со средним содержанием ингредиентов.To study the structure and properties of the proposed melted cast iron, containing the main components in the lower, middle and upper, as well as below the lower and higher upper levels and known alloy with an average content of ingredients.

Химический состав выплавленныхThe chemical composition of melted

чугунов приведен в табл. Г,cast iron are given in table. G,

II

Технологи  плавки чугунов состоит в расплавлении металлизированньпс окатышей с содержанием Редцт 89,1%The cast iron melting technology consists in melting metallized pellets with a Redtst content of 89.1%

на ма тниковом копре типа МК-ЗОА с запасом работы 30 кгм.on the MK-ZOA trencher with a work margin of 30 kgm.

Охлаждение образцов до температуры минус 100 С провод т в специальном термостате. Температуру охлаждающей ванны измер ют пентанным термометром с ценой Делени  1°С. В качест ве охлаждающей жидкости примен ют смесь жидкого азота с бензином. 06- .д разцы перед испытанием выдерживают в термостате при заданной температуре 20 мин.Cooling of the samples to a temperature of minus 100 ° C is carried out in a special thermostat. The temperature of the cooling bath is measured with a pentane thermometer with a Dividing price of 1 ° C. A mixture of liquid nitrogen and gasoline is used as a coolant. 06-. The differences before testing are kept in a thermostat at a given temperature for 20 minutes.

Результаты испытаний механических свойств, а также глубина отбела в литом состо нии приведены з .The test results of the mechanical properties, as well as the chill depth in the cast state, are shown h.

Из табл.2 следует, что предел прочности при раст жении благодар  вводу азота и циркони  в состав чугу на повышаетс  в 1,4-1,8 раза, плас- тичности в 1,6-3 раза, ударной в зкости в 1,3-2 раза при +29°С и в 1,5-3,5 раза при -60°С, а также обес печиваетс  снижение отбела.в 1,5-8 раз.It follows from Table 2 that the tensile strength due to the introduction of nitrogen and zirconium into the composition of the iron does not increase by 1.4-1.8 times, plasticity by 1.6-3 times, and impact strength by 1.3. -2 times at + 29 ° С and 1.5-3.5 times at -60 ° С, and also the reduction of chill is provided in 1.5-8 times.

4545

5050

5555

Claims (1)

Формула изобрет.ени Invention Formula Чугун, содержащий углерод,-кремний , марганец, магний, кальций, церий , алюминий, барий, стронций и жео мощностью 50 т, испытание на удар - Cast iron, containing carbon, - silicon, manganese, magnesium, calcium, cerium, aluminum, barium, strontium and zha with a capacity of 50 tons, impact test - на ма тниковом копре типа МК-ЗОА с запасом работы 30 кгм.on the MK-ZOA trencher with a work margin of 30 kgm. Охлаждение образцов до температуры минус 100 С провод т в специальном термостате. Температуру охлаждающей ванны измер ют пентанным термометром с ценой Делени  1°С. В качестве охлаждающей жидкости примен ют смесь жидкого азота с бензином. 06- д разцы перед испытанием выдерживают в термостате при заданной температуре 20 мин.Cooling of the samples to a temperature of minus 100 ° C is carried out in a special thermostat. The temperature of the cooling bath is measured with a pentane thermometer with a Dividing price of 1 ° C. A mixture of liquid nitrogen and gasoline is used as a coolant. 06-d samples before testing, incubated in a thermostat at a given temperature for 20 minutes. Результаты испытаний механических свойств, а также глубина отбела в литом состо нии приведены з .The test results of the mechanical properties, as well as the chill depth in the cast state, are shown h. Из табл.2 следует, что предел прочности при раст жении благодар  вводу азота и циркони  в состав чугуна повышаетс  в 1,4-1,8 раза, плас- тичности в 1,6-3 раза, ударной в зкости в 1,3-2 раза при +29°С и в 1,5-3,5 раза при -60°С, а также обеспечиваетс  снижение отбела.в 1,5-8 раз.It follows from Table 2 that the tensile strength due to the introduction of nitrogen and zirconium into the composition of cast iron increases 1.4-1.8 times, plasticity 1.6-3 times, impact strength 1.3- 2 times at + 29 ° С and 1.5-3.5 times at -60 ° С, and also the reduction of chill is achieved. 1.5-8 times. 5five 00 5555 Формула изобрет.ени Invention Formula Чугун, содержащий углерод,-кремний , марганец, магний, кальций, церий , алюминий, барий, стронций и же0 ,01 0,01Cast iron, containing carbon, - silicon, manganese, magnesium, calcium, cerium, aluminum, barium, strontium and the same, 01 0.01 0,10.1 .Содержание компонентов,мае.%Content of components, May.% 0,0050,005 0,008 0,04 ,040.008 0.04, 04 0,070.07 0,04 0,022 - Известный Средний0.04 0.022 - Known Medium . Нижний Средний. Верхний. Lower Middle. Upper Таблица2Table 2 122201,821040122201.821040 83103270608310327060 3360439013033604390130 1,53905,54301401.33905,5430140
SU874216576A 1987-03-25 1987-03-25 Iron SU1421795A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874216576A SU1421795A1 (en) 1987-03-25 1987-03-25 Iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874216576A SU1421795A1 (en) 1987-03-25 1987-03-25 Iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1421795A1 true SU1421795A1 (en) 1988-09-07

Family

ID=21293345

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874216576A SU1421795A1 (en) 1987-03-25 1987-03-25 Iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1421795A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР -№ 998564, кл. С 22 с 37/10, 1981. .Авторское свидетельство СССР № 910829, кл. С.22 С 37/10, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102410368B1 (en) Cast iron inoculum and method of producing cast iron inoculant
KR102409324B1 (en) Cast iron inoculum and method of producing cast iron inoculant
US20120321508A1 (en) Method of producing ductile iron
KR20200100155A (en) Cast iron inoculant and method of producing cast iron inoculant
US6177045B1 (en) Composition and method for inoculating low sulphur grey iron
SU1581768A1 (en) High-strength cast iron
KR102410364B1 (en) Cast iron inoculum and method of producing cast iron inoculant
CN118768526B (en) Instantaneous inoculant containing rare earth and its application in ductile iron
SU1573046A1 (en) Low-silicon aluminium cast iron
SU1235970A1 (en) Cast iron
SU1082855A1 (en) Cast iron
SU1421795A1 (en) Iron
US4292075A (en) Slow fade inocculant and a process for the inocculation of melted cast iron
SU1548244A1 (en) Cast iron for aluminium alloy melting and dispensing furnaces
SU1548213A1 (en) Composition for inoculating iron
JP2626417B2 (en) Graphite spheroidizing alloy in mold and graphite spheroidizing method
SU1705395A1 (en) Cast iron
US2661283A (en) Lithium treated cast iron
US2625473A (en) Lithium modified magnesium treatment of cast iron
SU1275057A1 (en) Inoculant for intramould treatment of cast iron
SU1659516A1 (en) Cast iron for engine cylinder liners
SU1296620A1 (en) Briquetted mixture for treating grey cast iron for castings
SU1611972A1 (en) Cast iron
SU1712450A1 (en) Cast iron
SU1444388A1 (en) Cast iron