SU1668456A1

SU1668456A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1668456A1
Application number: SU884494724A
Authority: SU
Inventors: Петр Никитович Радьков; Михаил Иванович Карпенко; Евгений Игнатьевич Марукович; Светлана Михайловна Бадюкова; Виктор Михайлович Медведев
Original assignee: Производственное Объединение "Гомсельмаш"
Priority date: 1988-10-13
Filing date: 1988-10-13
Publication date: 1991-08-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано дл литых деталей термических печей и технологического оборудовани . Цель изобретени - повышение в зкости разрушени при 750 -1000°С в термообработанном состо нии при сохранении термической и кавитационной стойкости. Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: C 2,95 - 3,6The invention relates to metallurgy and can be used for cast parts of heat-treating furnaces and process equipment. The purpose of the invention is to increase the fracture toughness at 750-1000 ° C in a heat-treated condition while maintaining thermal and cavitation resistance. Cast iron contains components in the following ratio, wt.%: C 2,95 - 3,6

SI 1,8 - 2,3SI 1.8 - 2.3

MN 0,1 - 0,4MN 0.1 - 0.4

NI 0,26 - 0,7NI 0.26 - 0.7

CU 0,21 - 0,6CU 0.21 - 0.6

AL 0,002 - 0,15AL 0.002 - 0.15

CR 0,6 - 1,7CR 0.6 - 1.7

MG 0,01 - 0,08MG 0.01 - 0.08

CE 0,01 - 0,07CE 0.01 - 0.07

MO 0,4 - 1,50MO 0.4 - 1.50

TI 0,002 - 0,04TI 0.002 - 0.04

бориды ванади 0,02 - 0,35vanadium borides 0.02 - 0.35

ZR или YT 0,01 - 0,08ZR or YT 0.01 - 0.08

CA 0,002 - 0,04CA 0,002 - 0,04

BA 0,002 - 0,01BA 0,002 - 0,01

нитриды кремни 0,002 - 0,07silicon nitrides 0.002 - 0.07

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна BA и нитридов кремни позвол ет повысить в зкость разрушени в 1,54 - 1,75 раза при 750°С и 1,53 - 1,90 раза при 1000°С. 2 табл.FE the rest. The addition of BA and silicon nitrides to the composition of cast iron makes it possible to increase the fracture toughness by 1.54-1.75 times at 750 ° C and 1.53-1.90 times at 1000 ° C. 2 tab.

Description

Изобретение относитс к металлургии,- в частности к разработке составов чугуна дл отливок, работающих в услови х тепловых ударов, ударных нагрузок и кавитации при повышенных температурах.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for castings operating under conditions of thermal shock, shock loads and cavitation at elevated temperatures.

Цель изобретени - повышение в зкости разрушени при температурах 750- 1000°Св термообработанном состо нии, при сохранении термической и кавитационной стойкости.The purpose of the invention is to increase the fracture toughness at temperatures of 750-1000 ° C of the heat-treated state, while maintaining thermal and cavitation resistance.

Дополнительное введение боридов ванади стабилизирует и упрочн ет матрицу, повышает эрозионную и кавитационную стойкость при температурах 750-1000°С при сохранении в зкости разрушени на высоком уровне. При концентрации боридов ванади до 0,02 мас.% повышение эрозионной и кавитационной стойкости недостаточное , а при повышении содержани Additional introduction of vanadium borides stabilizes and hardens the matrix, increases erosion and cavitation resistance at temperatures of 750-1000 ° C while maintaining the fracture toughness at a high level. When the concentration of vanadium borides to 0.02 wt.% Increase in erosion and cavitation resistance is insufficient, and with increasing content

боридов ванади более 0,35 мас.% снижаютс технологические свойства, ударо- устойчивость и в зкость разрушени при температурах 750-1000°С, что снижает кавитационную стойкость.Vanadium borides of more than 0.35 wt.% decrease the technological properties, impact resistance and fracture toughness at temperatures of 750-1000 ° C, which reduces the cavitation resistance.

Введение молибдена в количестве 0,4- 1,5 мас.% обусловлено его высокой способностью повышать термическую стойкость и сопротивл емость эрозии и износу, увеличивать содержание бейнита с его повышенными упругопластическими свойствами при повышенных температурах, что повышает в зкость разрушени и сопротивл емость кавитации. При содержании молибдена до 0,4 мас.% термостойкость, в зкость разрушени и кавитационна стойкость недостаточны . Верхний предел концентрации молибдена ограничен содержанием (1,5 мас,%), выше которого снижаютс технолоOsThe introduction of molybdenum in an amount of 0.4-1.5 wt.% Is due to its high ability to increase thermal resistance and resistance to erosion and wear, to increase the content of bainite with its increased elastoplastic properties at elevated temperatures, which increases the fracture toughness and resistance to cavitation. With a molybdenum content of up to 0.4% by weight, heat resistance, fracture toughness and cavitation resistance are insufficient. The upper limit of the concentration of molybdenum is limited by the content (1.5 wt.%), Above which technologies are reduced.

оabout

0000

ел о ate about

гические свойства, удароустойчивость и в зкость разрушени .physical properties, shock resistance and fracture toughness.

Нитриды кремни ввод тс дл измельчени структуры и повышени пластических свойств и в зкости разрушени . При концентрации их более 0,07 мас,% усиливаетс их грааитизирующее вли ние на структуру, что снижает эрозионную и кавитационную стойкость. При содержании нитридов кремни до 0,002 мас.% их модифицирующий эффект низкий и упругопластические свойства недостаточны.Silicon nitrides are introduced to grind the structure and improve the ductility and fracture toughness. At a concentration of more than 0.07 wt,%, their gravitating effect on the structure is enhanced, which reduces erosion and cavitation resistance. When the content of silicon nitrides to 0.002 wt.% Their modifying effect is low and elastoplastic properties are insufficient.

Измельчению структуры способствует дополнительное введение бари (0,002-0,01 мас.%) и металла из группы, содержащей иттрий и цирконий (0,01-0,08 мас.%), вл ющихс химически активными модификаторами , повышающими плотность чугуна, в зкость разрушени и пластические свойства . При увеличении их концентрации выше верхних пределов снижаютс характеристики термической и кавитацнон- ной стойкости, а при содержании их нижних пределов модифицирующий эффект и упругопластические свойства недостаточны .Grinding of the structure is facilitated by the additional introduction of barium (0.002-0.01 wt.%) And a metal from the group containing yttrium and zirconium (0.01-0.08 wt.%), Which are chemically active modifiers that increase the density of cast iron, viscosity destruction and plastic properties. With an increase in their concentration above the upper limits, the characteristics of thermal and cavitation resistance decrease, and with the content of their lower limits, the modifying effect and elastoplastic properties are insufficient.

Содержание магни , кальци и цери , вал ющихс осногньг-ш сфероидизирую- щими компонентами в чугуне, прин то исход ио пр&ктики производства модифицированных чугунов с повышенными утругопластическ:/ ми свойствами Содержание алюмини и титана в прин тых количествах не снижает фактор формы гра- фмта и упругопластические свойства и соответствует содержанию в известном чугуне.The content of magnesium, calcium, and cerium, which are based on the spheroidizing components in the pig iron, is taken as a result of the production of modified cast irons with enhanced elastic-plastic properties. The content of aluminum and titanium in accepted quantities does not reduce the shape factor fmta and elastoplastic properties and corresponds to the content in the famous iron.

Хром (0,6-1,7 мас.%), никель (0,26-0,7 мас.%) и медь (0,21-0,6 мас.%) обеспечивают повышение тер лческой стойкости и сопротивл емости кавитации при сохранении в зкости разрушени на высоком уровне. Верхние их пределы ограничены содержанием , выше которого снижаютс в зкость разруиени и технологические свойства. Верхние пределы содержани углерода, кремни и марганца в предлагаемом чугуне снижены, ограничены их содержанием, при котором не снижаютс упругопластические свойства при температурах 750-1000°С и достигаютс повышенна плотность и зро- зионно-кавитационна стойкость. Содержание углерода и кремни на нижних пределах установлено экспериментальным путем. При более низких концентраци х усложн етс термообработка и ухудшаютс в зкость разрушени и кавитационна стойкость,Chromium (0.6–1.7 wt.%), Nickel (0.26–0.7 wt.%) And copper (0.21–0.6 wt.%) Increase the thermal stability and resistance to cavitation. while maintaining the fracture viscosity at a high level. Their upper limits are limited by the content, above which the fracture viscosity and technological properties are reduced. The upper limits of the carbon, silicon and manganese content in the proposed iron are reduced, limited by their content, at which the elastoplastic properties do not decrease at temperatures of 750-1000 ° C and an increased density and crush resistance are achieved. The content of carbon and silicon on the lower limits is established experimentally. At lower concentrations, the heat treatment is complicated and the fracture toughness and cavitation resistance deteriorate.

Пример. Чугун выплавл ют в открытых индукционных печах из шихты на основе литейных коксовых чугунов (ГОСТ 4832- 82). чугунного лома 18А (ГОСТ 2787-76), стального лома 1А (ГОСТ 2787-75), ферромолибдена ФМо1 (ГОСТ 4759-79), металлического хрома Х99А (ГОСТ 5905-79), боридов ванади (ТУ 15-4-364-87), лигатуры ХНиМо1, нитридов кремни (ТУ 6-09-03-419-76) лигатуры ЖКМК-3 (ТУ 14-5-8-84), иттри ИтМ-1 (ТУ 48-4208-82), ферросплав,) ФСЦрМн (ТУExample. Cast iron is smelted in open induction furnaces from a charge based on casting coke iron (GOST 4832-82). iron scrap 18A (GOST 2787-76), steel scrap 1A (GOST 2787-75), FMO1 ferromolybdenum (GOST 4759-79), metallic chrome X99A (GOST 5905-79), vanadium borides (TU 15-4-364-87 ), KhNiMo1 ligatures, silicon nitrides (TU 6-09-03-419-76) ZhKMK-3 ligatures (TU 14-5-8-84), ittri ItM-1 (TU 48-4208-82), ferroalloy,) FSTsRMn (TU

14-141-88-85), силикокальци и других ферросплавов Ферромолибден, медь М1 и бо- риды ванади звон т после рафинировани расплава кальцинированной содой непос- редстеон-.о а печь. Тел- ература расплава14-141-88-85), silicocalcium and other ferroalloys Ferromolybdenum, copper M1 and vanadium borides ring after refining a melt with soda ash directly sponsored to the furnace. Melt tv

перед выпуском из печл 14ЧС-1540°С. Модифицирование расплава провод т модифицирующей смесью из тигатчфы XKIV. 3, ферросиликобари П У-14-5 116-79), нитридов кремни , ферросплава ФСЦрМн1 илиbefore release from the furnace 14ES-1540 ° C. The melt modification is carried out by modifying the mixture of tigatchfy XKIV. 3, ferrosilicobarium UU-14-5 116-79), silicon nitride, ferroalloy FSCrMn1 or

металлического иттрии Итл/1-1 Заливку модифицированного чугуна провод т в сухие жидкосюколс-ные формы при 1400-1420°С. В табл.1 приведены химические составы известного и предлагаемого чугуна.metallic yttrium Itl / 1-1 The cast iron of the modified iron is conducted into dry liquid syrup forms at 1400-1420 ° C. Table 1 shows the chemical compositions of the known and proposed pig iron.

Образцы и отливки перед испытаниемSamples and Castings Before Testing

подвергали аустечиоации при температуре 1000 ± 20°С в течение 1,2 ч и изотермической закалке прь, - емпезатуре 350-380°С. Анализ с, руктуры Ч /гунов провод т по ГОСТsubjected to austechioatsii at a temperature of 1000 ± 20 ° C for 1.2 h and isothermal hardening of the st, - temperature 350-380 ° C. Analysis of the structure of the Russian Federation is carried out according to GOST

3443-87, а ме зн/1ческие испытани - по ГОСТ 9456-78, ГОСТ 1497-73 и ГОСТ 23.210- 80. Удароустойчивость оценена на машине МУИ 600М в услови х симметричного изги- бв цилиндрических образцовою мм.3443-87, and the tests / tests are as per GOST 9456-78, GOST 1497-73 and GOST 23.210-80. The resistance to impact is evaluated on a MUI 600M machine under conditions of symmetric bends of cylindrical exemplary mm.

В табл.2 приведены механические и эксплуатационные свойства известного и предлагаемого чугуна.Table 2 shows the mechanical and operational properties of known and proposed cast iron.

Claims

The addition of silicon nitrides and barium to the cast iron composition made it possible to increase the fracture toughness by 1.54-1.75 times at 750 ° C and 1.53-1.90 times at 1000 ° C. Cast iron containing carbon, silicon, manganese, nickel, molybdenum, vanadium, aluminum, chromium, calcium, copper, magnesium, cerium, titanium, boron, one element from the group containing yttrium, zirconium, and iron, characterized in that , in order to increase the fracture toughness at 750-1000 ° C in a thermally treated condition while maintaining its thermal / cavitation resistance, it additionally contains barium and silicon nitride, and boron and anadium are contained in the form of borido vanadium in the following ratio of May%:

Carbon2.95-3.6

Silicon1.8-2.3

Manganese 0.1-0.4

th

0.26-0.7

0.4-1.50

0.002-0.15

0.6-1.7 0.002-0.04 0.21-0.6 0.01-0.08 0.01-0.07

upa

th

0.002-0.04 0.02-0.35

0.01-0.08 0.002-0.01 0.002-0.07 Else

Table 1

table 2