[go: up one dir, main page]

SU1574669A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1574669A1
SU1574669A1 SU884377562A SU4377562A SU1574669A1 SU 1574669 A1 SU1574669 A1 SU 1574669A1 SU 884377562 A SU884377562 A SU 884377562A SU 4377562 A SU4377562 A SU 4377562A SU 1574669 A1 SU1574669 A1 SU 1574669A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
increase
impact
iron
wear
Prior art date
Application number
SU884377562A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Разлик Шмавонович Тумасян
Владимир Федорович Соболев
Владимир Суренович Оганесян
Михаил Михайлович Бондарев
Владимир Михайлович Михайловский
Евгений Иванович Шитов
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 SU884377562A priority Critical patent/SU1574669A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1574669A1 publication Critical patent/SU1574669A1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок. Цель изобретени  - повышение работы зарождени  трещин и уменьшение ударно-эрозионного износа. Новый чугун содержит, мас.%: С 2,6 - 3,2The invention relates to metallurgy and can be used in the production of iron castings. The purpose of the invention is to increase the generation of cracks and reduce impact-erosive wear. New cast iron contains, wt%: C 2.6 - 3.2

SI 0,8 - 1,4SI 0.8 - 1.4

MN 0,4 - 1,2MN 0.4 - 1.2

CR 10 - 15CR 10 - 15

N 0,01 - 0,02N 0.01 - 0.02

V 0,4 - 0,8V 0.4 - 0.8

РЗМ 0,013 - 0,055REM 0.013 - 0.055

NI 0,4 - 1,0NI 0.4 - 1.0

TI 0,05 - 0,1 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна TI и NI позволил повысить работу зарождени  трещин в 1,3 - 2,08 раза и уменьшить ударно-эррозионный износ в 1,25 - 2,08 раза. 1 табл.TI 0.05 - 0.1 and FE the rest. Additional input to the composition of the proposed cast iron TI and NI made it possible to increase the work of crack initiation by 1.3–2.08 times and reduce impact-erosion wear by 1.25–2.08 times. 1 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к составу чугуна дл  отливок, работающих в услови х повышенных ударных нагрузок и ударно- эрозионного износа.The invention relates to metallurgy, in particular, to the composition of cast iron for castings operating under conditions of increased impact loads and impact erosion wear.

Цель изобретени  - повышение работы эаро; дени  трещин при ударном нагружекии и уменьшение ударно-эрозионного износа.The purpose of the invention is to improve the operation of air; Reduction of cracks under impact loading and reduction of impact erosion wear.

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в чугуне предложенного состава обусловлен следующим.The choice of the boundary limits for the content of components in the iron of the proposed composition is due to the following.

Нижние пределы углерода и кремни  (2,6 и 0,8 мас.%) выбраны исход  из технологичности сплава - обеспечени  достаточной жидкотекучести (как правило сплав идет на изготовление тонкостенного лить  - дробеметные лопатки , импеллера и т.д., толщина стенок которых не превышает 5-10 ммThe lower limits of carbon and silicon (2.6 and 0.8 wt.%) Are selected on the basis of the processability of the alloy — ensuring sufficient fluidity (as a rule, the alloy is used to manufacture a thin-walled cast — shot blast blades, impeller, etc., whose wall thickness is not exceeds 5-10 mm

и поэтому обеспечение хорошей жидкотекучести  вл етс  важным фактором получени  качественного лить ). Верхние пределы (3,2 и 1,4 мас.%) соответственно выбраны исход  из обеспечени  требуемой стойкости и износостойкости вследствие образовани  при превышении верхнего предела хрупких сложных эвтектических карбидов и менее термостойкого карбида типа МеэС. Марганец - карбидостабилизирующнй элемент, упрочн ющий сплав. При этом он не образует собственных карбидов, в св зи с чем содержание марганца ограничено в пределах 0,4-1,2 мас.%. При содержании марганца ниже нижнего предела образовавшийс  при кристаллизации аустенит в случае быстрого охлаждени , что имеет место при изготовлении тонкостенных отливок,and therefore ensuring good fluidity is an important factor in obtaining high-quality casting). The upper limits (3.2 and 1.4 wt.%), Respectively, are selected based on the required durability and wear resistance due to the formation, when the upper limit is reached, of fragile complex eutectic carbides and less heat-resistant MeES type carbide. Manganese is a carbide stabilizing element, reinforcing alloy. At the same time, it does not form its own carbides, and therefore the manganese content is limited to 0.4-1.2 wt.%. When the manganese content is below the lower limit, the austenite formed during crystallization in the case of rapid cooling, which occurs in the manufacture of thin-walled castings,

сл Jsl j

ЈьЈ

о оэoh

&&

частично распадаетс  на перлит и мартенсит . Наличие перлита в структуре чугуна ведет к резкому повышению темпа ударно-эрозионного износа деталей. Присадка марганца выше верхнего предела не приводит к существенному упрочнению сплава.partially decomposed into perlite and martensite. The presence of perlite in the cast iron structure leads to a sharp increase in the rate of impact-erosive wear of parts. The addition of manganese above the upper limit does not lead to a significant hardening of the alloy.

Содержание хрома в пределах 10- 15 мас.% обеспечивает кристаллизацию сплава по метастабильной диаграмме . Хром, а также ванадий - сильные карбидостабилиэирующие элементы. Причем их собственные карбиды обладают значительно-большей микротвердостью, чем карбиды железа, и оказывают значительное вли ние на твердость и износостойкость чугунов. Нижний предел по содержанию хрома (10 мас.%) гаран 46694The chromium content in the range of 10–15 wt.% Provides the alloy crystallization according to a metastable diagram. Chromium and vanadium are strong carbide stabilizing elements. Moreover, their own carbides have significantly greater microhardness than iron carbides, and have a significant effect on the hardness and wear resistance of cast irons. The lower limit on the chromium content (10 wt.%) Garan 46694

твердости чугуна и особенно износостойкости в услови х ударно-эрозионного воздействи . Нижний предел его содержани  0,01 мас.% обеспечивает достаточное количество нитридов и карбонитридов дл  повышени  износо- . стойкости сплава. Верхний предел (0,02 мас.%) установлен исход  из ограниченной растворимости азота в жидких железоуглеродистых сплавах.the hardness of cast iron and especially wear resistance under the conditions of impact-erosion. The lower limit of its content of 0.01 wt.% Provides a sufficient amount of nitrides and carbonitrides to increase wear. alloy resistance. The upper limit (0.02 wt.%) Is set on the basis of the limited solubility of nitrogen in liquid iron-carbon alloys.

Применение редкоземельных элементов Се, La, Nd, Pr и Sm основано на их рафинирующем действии. Св зыва  04, S и Р в неметаллические включени , измен ют топографию расположени  неметаллических включений, вытесн   их с границ зерен и перевод т последние непосредственно внутрь зерна. ПриThe use of rare earth elements Ce, La, Nd, Pr and Sm is based on their refining action. Binding 04, S and P in non-metallic inclusions, change the topography of the location of non-metallic inclusions, push them out from the grain boundaries and transfer the latter directly into the grain. With

10ten

5five

тирует требуемую микроструктуру спла-. этом очищаютс  границы зерен, значи- /tirovaet required microstructure of the alloy. this clears the grain boundaries, meaning /

ва (достаточное количество и распределение карбидов, дл  обеспечени  износостойкости). Выше верхнего предела (15 мас.%) ухудшаетс  форма и происходит укрупнение карбидов, что обусловливает снижение сопротивлени  ударно-эрозионному износу.va (sufficient amount and distribution of carbides, to ensure wear resistance). Above the upper limit (15 wt.%), The form deteriorates and carbides become larger, which leads to a decrease in resistance to impact-erosion wear.

Ванадий в составе чугуна в количествах 0,4-0,8 мас.% способствует образованию карбидов и карбонитридов, которые равномерно расположены в металлической матрице сплава. Карбиды и карбонитриды ванади  характеризуютс  высокой дисперсностью (5-10 мкм) и микротвердостью (Нкв. 9000 - 10000 МПа), что способствует повышению износостойкости сплава.Vanadium in the composition of cast iron in quantities of 0.4-0.8 wt.% Contributes to the formation of carbides and carbonitrides, which are uniformly located in the metal matrix of the alloy. Vanadium carbides and carbonitrides are characterized by high dispersion (5-10 µm) and microhardness (NQV. 9000 - 10000 MPa), which contributes to the increase of the wear resistance of the alloy.

Никель - сильный упрочн ющий элемент . Нижний предел 0,4 мас.% обеспечивает достаточное упрочнение металлической матрицы. При верхнем пределе- 1,0 мас.%, в сочетании с суммарным содержанием ванади , титана, марганца и хрома обеспечиваетс  максимальный упрочн ющий эффект - работа зарождени  трещин повышаетс .Nickel is a strong reinforcing element. The lower limit of 0.4 wt.% Provides sufficient hardening of the metal matrix. With an upper limit of 1.0 wt.%, In combination with the total content of vanadium, titanium, manganese and chromium, the maximum strengthening effect is achieved - the generation of cracks increases.

Титан - рафинирующий элемент, св зыва  Ot, S и Р неметаллические включени , способствует частично удалению их из расплава. Нижний предел 0,05 мас.% титана установлен достаточным рафинирующим воздействием, верхнее ограничение 0,1 мас.% в св зи со стабилизацией рафинирующего эффекта.Titanium - a refining element, bonding Ot, S and P to non-metallic inclusions, contributes in part to their removal from the melt. The lower limit of 0.05% by weight of titanium is set by a sufficient refining effect, the upper limit is 0.1% by weight due to the stabilization of the refining effect.

Азот - элемент, образующий прочные соединени  с титаном, ванадием, такие как нитриды и карбонитриды, равномерно располага сь в матрице, они способствуют увеличению общейNitrogen is an element that forms strong compounds with titanium, vanadium, such as nitrides and carbonitrides, being evenly distributed in the matrix, they increase the overall

2525

30thirty

3535

4040

4545

5050

5555

тельно повышаютс  силы молекул рно- механического сцеплени , что  вл етс  важным, так как неметаллические включени , располага сь по границам зерен, тормоз т движение дислокаций при пластической деформации металла, вызыва  его разрушение. Работа зарождени  трещин при ударном нагруже- нии повышаетс . Нижнее ограничение по Се, La, Nd, Pr и Sin (0,005; 0,001; 0,001; 0,005; 0,001 мас.%) св зано с малой эффективностью их действи . Верхний предел (0,02; 0,01; 0,01; 0,01; 0,005 мас.%) соответственно обусловлен увеличением степени переохлаждени  и опасностью их отбеливающего действи  на чугун. Действие этих элементов особ енно эффективно при совместном их вводе, устран етс  зерногранична  сегрегаци  фосфора, снижаетс  микроликваци  кремни , что положительно сказываетс  на показател х работы зарождени  трещин.The strength of molecular-mechanical bonding increases, which is important, since non-metallic inclusions, located on the grain boundaries, inhibit the movement of dislocations during plastic deformation of the metal, causing its destruction. The work of cracking under shock loading increases. The lower limit of Ce, La, Nd, Pr, and Sin (0.005; 0.001; 0.001; 0.005; 0.001 wt.%) Is due to their low efficiency. The upper limit (0.02; 0.01; 0.01; 0.01; 0.005 wt.%), Respectively, is due to the increase in the degree of supercooling and the danger of their bleaching effect on the cast iron. The effect of these elements is especially effective when they are introduced together, grain-bound segregation of phosphorus is eliminated, and silicon micro-quenching is reduced, which has a positive effect on cracking generation rates.

Плавку чугуна осуществл ли в индукционной тигельной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой тигл . После перегрева расплава до 1450 С осуществл ли доводку сплава по основным и легирующим элементам. В качестве ферросплавов и специальных присадок использовали: азотированный феррохром ФХ 400Н, ГОСТ 4757-67, (Cr-68%, N-5%); ферромарганец ФМп 0,5, ГОСТ 4755-70, (Мп-35%); ферро- титан Ти1, ГОСТ 4761-67, (Ti 30%); феррованадий Вд1, ГОСТ 4760-69, (V - 40%); электролитический никель, цериевый мишметалл МЦ-40, ТЦТУ-05- -20-67, (Се 36%). Усвоение элементов.The cast iron was melted in a 50 kg induction crucible furnace with an acid crucible lining. After overheating of the melt to 1450 ° C, the alloy was refined using basic and alloying elements. As ferroalloys and special additives used: nitrided ferrochrome PF 400N, GOST 4757-67, (Cr-68%, N-5%); ferromanganese FMP 0.5, GOST 4755-70, (Mn-35%); ferro-titanium Ti1, GOST 4761-67, (Ti 30%); ferrovanadium Vd1, GOST 4760-69, (V - 40%); electrolytic nickel, cerium mischmetall MTs-40, TTsTU-05- -20-67, (Ce 36%). The assimilation of elements.

этом очищаютс  границы зерен, значи- This clears the grain boundaries, which

тельно повышаютс  силы молекул рно- механического сцеплени , что  вл етс  важным, так как неметаллические включени , располага сь по границам зерен, тормоз т движение дислокаций при пластической деформации металла, вызыва  его разрушение. Работа зарождени  трещин при ударном нагруже- нии повышаетс . Нижнее ограничение по Се, La, Nd, Pr и Sin (0,005; 0,001; 0,001; 0,005; 0,001 мас.%) св зано с малой эффективностью их действи . Верхний предел (0,02; 0,01; 0,01; 0,01; 0,005 мас.%) соответственно обусловлен увеличением степени переохлаждени  и опасностью их отбеливающего действи  на чугун. Действие этих элементов особ енно эффективно при совместном их вводе, устран етс  зерногранична  сегрегаци  фосфора, снижаетс  микроликваци  кремни , что положительно сказываетс  на показател х работы зарождени  трещин.The strength of molecular-mechanical bonding increases, which is important, since non-metallic inclusions, located on the grain boundaries, inhibit the movement of dislocations during plastic deformation of the metal, causing its destruction. The work of cracking under shock loading increases. The lower limit of Ce, La, Nd, Pr, and Sin (0.005; 0.001; 0.001; 0.005; 0.001 wt.%) Is due to their low efficiency. The upper limit (0.02; 0.01; 0.01; 0.01; 0.005 wt.%), Respectively, is due to the increase in the degree of supercooling and the danger of their bleaching effect on the cast iron. The effect of these elements is especially effective when they are introduced together, grain-bound segregation of phosphorus is eliminated, and silicon micro-quenching is reduced, which has a positive effect on cracking generation rates.

Плавку чугуна осуществл ли в индукционной тигельной печи емкостью 50 кг с кислой футеровкой тигл . После перегрева расплава до 1450 С осуществл ли доводку сплава по основным и легирующим элементам. В качестве ферросплавов и специальных присадок использовали: азотированный феррохром ФХ 400Н, ГОСТ 4757-67, (Cr-68%, N-5%); ферромарганец ФМп 0,5, ГОСТ 4755-70, (Мп-35%); ферро- - титан Ти1, ГОСТ 4761-67, (Ti 30%); феррованадий Вд1, ГОСТ 4760-69, (V - 40%); электролитический никель, цериевый мишметалл МЦ-40, ТЦТУ-05- -20-67, (Се 36%). Усвоение элементов.The cast iron was melted in a 50 kg induction crucible furnace with an acid crucible lining. After overheating of the melt to 1450 ° C, the alloy was refined using basic and alloying elements. As ferroalloys and special additives used: nitrided ferrochrome PF 400N, GOST 4757-67, (Cr-68%, N-5%); ferromanganese FMP 0.5, GOST 4755-70, (Mn-35%); ferro - titanium Ti1, GOST 4761-67, (Ti 30%); ferrovanadium Vd1, GOST 4760-69, (V - 40%); electrolytic nickel, cerium mischmetall MTs-40, TTsTU-05- -20-67, (Ce 36%). The assimilation of elements.

из ферросплавов, %: Сг 70-85; N 65- 75; Мп 85-90; V 70; Ti 60-70. Усвоение Ni равно 85-90%, Се, La, Nd , Рг и Sin - 70-90%. Достижение равных концентраций по неодиму, лантану и празеодиму осуществл ли вводом в чугун чистых элементов неодима, лантана и празеодима.from ferroalloys,%: Cg 70-85; N 65 75; Mp 85-90; V 70; Ti 60-70. Ni absorption is 85-90%, Ce, La, Nd, Pr and Sin - 70-90%. The achievement of equal concentrations of neodymium, lanthanum and praseodymium was carried out by introducing into the cast iron the pure elements of neodymium, lanthanum and praseodymium.

Пробы дл  изготовлени  образцов на механические испытани  отливали в сухой песчаной форме (тип II по ГОСТ 7293-79). Затем из них вырезались стандартные образцы сечением 10x10x55 мм без надреза дл  испытаний на ударный изгиб. Ударные испытани  проводили по ГОСТ 9454-78 на ротационном копре типа РСО с осцил- лографированием процесса разрушени , позвол ющем с помощью диаграмм ударного разрушени  оценить работу зарождени  трещин. ,Samples for the manufacture of samples for mechanical tests were cast in a dry sand mold (type II according to GOST 7293-79). Then, standard specimens with a 10x10x55 mm section were cut out without an incision for impact testing. Percussion tests were carried out according to GOST 9454-78 on a rotating scraper of the RSO type with oscillography of the destruction process, which allows using the impact fracture diagrams to evaluate the generation of cracks. ,

Ударно-эрозионный износ исследовали на ударно-эрозионной установке при встречной скорости струи 70 м/с с образцом диаметром 8 мм при напор водопроводной воды 0,2 ати.Impact erosion wear was investigated on impact erosion installation at a counter-jet velocity of 70 m / s with a sample with a diameter of 8 mm with a tap water pressure of 0.2 MPa.

Ударно-эрозионный износ оценивали по потере массы испытуемых образцов.Impact erosion wear was assessed by weight loss of the test samples.

Химические составы исследуемых чугунов, показатели работы зарождеРезультаты сравнительного анализа свойств чугуна известного и предложенного составовThe chemical composition of the pig iron, the performance of the nucleus

ни  трещин и ударно-эрозионного износа представлены в таблице.No cracks and impact erosion wear are presented in the table.

Как следует из таблицы,дополнн- тельный ввод в состав предложенного чугуна Ti и Ni позвол ет по сравнению с известным чугуном повысить работу зарождени  трещин в 1,3-2,08 раза и уменьшить ударно-эрозионный износ в 1,25-2,08 раза.As follows from the table, the additional input to the composition of the proposed cast iron Ti and Ni makes it possible, compared with the known cast iron, to increase the work of crack initiation by 1.3–2.08 times and reduce the impact-erosion wear by 1.25–2.08. times.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Чугун, содержащий углерод, крем- je ний, марганец, хром, азот, ванадий, редкоземельные металлы и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  работы зарождени  трещин и уменьшени  ударно-эрозион- 20 ного износа, он дополнительно содержит никель и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:Cast iron containing carbon, silica, manganese, chromium, nitrogen, vanadium, rare earth metals and iron, characterized in that, in order to increase the generation of cracks and reduce impact-erosion, it also contains nickel and titanium in the following ratio, wt.%: 2525 30thirty Л.Пчолинска .L. Chcholinsk. Составитель И.КосторнойCompiled by I.Kostornaya Техред Л.Сердюкова Корректор В.КабацийTehred L. Serdyukova Proofreader V. Kabatsy Заказ 1759Order 1759 Тираж 484Circulation 484 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101Production and publishing plant Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 Продолжение таблицыTable continuation ПодписноеSubscription
SU884377562A 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron SU1574669A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884377562A SU1574669A1 (en) 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884377562A SU1574669A1 (en) 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1574669A1 true SU1574669A1 (en) 1990-06-30

Family

ID=21355340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884377562A SU1574669A1 (en) 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1574669A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333272C1 (en) * 2007-01-09 2008-09-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР I 618442, кл. С 22 С 37/08, 1974. Авторское свидетельство СССР № 494427, кл. С 22 С 37/06, 1974. .(54) ЧУГУН *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2333272C1 (en) * 2007-01-09 2008-09-10 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106591689A (en) Hypereutectic high-chromium alloy white cast iron chute lining plate and preparation method thereof
RU2221875C2 (en) Method of production of seamless tubes from carbon steel or low-alloy steel of high corrosion resistance
RU72228U1 (en) ELECTRIC CENTRIFUGAL PUMP UNIT FOR OIL EXTRACTION, DETAIL OF A BORE PUMP UNIT, OPERATING WHEEL AND PUMP LEVEL GUIDE DEVICE, GRINN GRINDER GRINDER
SU1574669A1 (en) Cast iron
SU1573046A1 (en) Low-silicon aluminium cast iron
SU1585374A1 (en) High-strength cast iron
RU2037551C1 (en) Pig iron
SU1627582A1 (en) Cast iron
SU1765238A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1541299A1 (en) Cast iron
RU2244756C1 (en) Method for steel manufacturing, steel, and products made from the same
SU1705389A1 (en) Alloying additive
SU1366548A1 (en) Cast iron
SU1305191A1 (en) High-strength cast iron
CN120719221B (en) Ferritic stainless steel with ultra-low carbon content, its preparation process and applications
SU1611974A1 (en) Wear-resistant alloy
SU1439147A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1504280A1 (en) Casting iron
SU1096300A1 (en) Cast iron
SU1444388A1 (en) Cast iron
RU2813053C1 (en) Method for producing corrosion-resistant steel
JP2007327122A (en) Method of processing molten iron by adding Nd and Ca
SU1328400A1 (en) Cast iron
SU1375674A1 (en) White wear-resistant cast iron
RU2138576C1 (en) cast iron