SU1696562A1

SU1696562A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1696562A1
Application number: SU904785996A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Святкин; Анатолий Павлович Пухов; Александр Сергеевич Белкин; Михаил Иванович Карпенко; Александр Маркович Цейтлин; Виктор Петрович Кусайло; Нурлан Халитович Маулетов; Михаил Гаврилович Бойко; Марина Борисовна Егорова; Светлана Михайловна Бадюкова
Original assignee: Всесоюзный Заочный Политехнический Институт; Научно-производственное объединение "Тулачермет"
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-12-07

Abstract

Изобретение относитс к металлургии. Цель - повышение износостойкости, удельной герметичности и контактной выносливости . Чугун содержит ниобий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,1-4,0; кремний 0,8-3,0; марганец 0,5-1,5; хром 0,03-0,39; никель 0,05-1,10; медь 0,02-0,90; фосфор 0.15- 0,90; ниобий 0,05-0,60; титан 0,05-0,36 и железо остальное. Контактна выносливость составл ет 782-820 МПа. 2 табл.The invention relates to metallurgy. The goal is to increase wear resistance, specific tightness and contact endurance. Cast iron contains niobium and titanium in the following ratio of components, wt.%: Carbon 3.1-4.0; silicon 0.8-3.0; manganese 0.5-1.5; chromium 0.03-0.39; nickel 0.05-1.10; copper 0.02-0.90; phosphorus 0.15-0.90; niobium 0.05-0.60; titanium 0.05-0.36 and iron else. Contact endurance is 782-820 MPa. 2 tab.

Description

(Л(L

СWITH

Изобретение относитс к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дл деталей, работающих в услови х трени и износа.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for parts operating under conditions of friction and wear.

Цель изобретени - повышение износостойкости , удельной герметичности и контактной выносливости.The purpose of the invention is to increase wear resistance, specific tightness and contact endurance.

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

Дополнительное введение титана повышает в чугуне содержание карбидов, твердость , удельную герметичность измельчает структуру легированной матрицы, что повышает плотность, прочность и контактную выносливость. При содержании титана до 0,05 мас.% повышение этих характеристик недостаточное, а при увеличении концентрации титана более 0,36 мас.% удлин етс продолжительность изотермической выдержки при термообработке чугуна, повышаетс „концентраци неметаллических включений , снижаетс содержание бейнита, что приводит к снижению удельной герметичности , задиростойкости и упругопластических свойств.Additional introduction of titanium increases the content of carbides in cast iron, hardness, specific tightness, crushes the structure of the alloyed matrix, which increases the density, strength and contact endurance. When the content of titanium is up to 0.05 wt.%, The increase of these characteristics is insufficient, and with an increase in the titanium concentration of more than 0.36 wt.%, The duration of isothermal exposure lengthens during the heat treatment of cast iron, specific tightness, durability and elastoplastic properties.

Микролегирование чугуна хромом обусловлено измельчением аустенитно-бейнит- ной структуры, повышением ее плотности и стабильности, что способствует увеличению механических свойств и контактной выносливости . Его вли ние начинает сказыватьс с концентрации 0,03 мас.%, а при увеличении его содержани более 0,39 мас.% повышаетс неоднородность структуры и твердости, концентраци неметаллических включений по границам зерен, снижаютс удельна герметичность, упругопластиче- ские свойства и прочность.The microalloying of cast iron with chromium is caused by the grinding of the austenitic-bainitic structure, the increase in its density and stability, which contributes to an increase in the mechanical properties and contact endurance. Its effect begins to affect from a concentration of 0.03 wt.%, And with an increase in its content of more than 0.39 wt.%, The heterogeneity of the structure and hardness, the concentration of non-metallic inclusions along the grain boundaries, the specific tightness, elastic-plastic properties and strength decrease.

Дополнительное введение ниоби обусловлено его высокой микролегирующей способностью при сохранении удельнойAdditional introduction of niobium due to its high micro-doping ability while maintaining specific

сх ю о ел оcx you eat

NDND

ерметичности и фрикционных свойств, поышении прочности, контактной вынослиости и пластических свойств. Нижний редел его концентрации 0,05 мас.% обусовлен недостаточной микролегирующей 5 пособностью при более низких концентаци х , что снижает контактную выносливость , прочностные и фрикционные свойства . При увеличении содержани ниоби более 0,6 мас.% повышаетс концентраци 10 перлита в чугуне и снижаютс удельна герметичность , прочность и эксплуатационна стойкость.Hermetic and frictional properties, increased strength, contact endurance and plastic properties. The lower limit of its concentration is 0.05 wt.% Due to insufficient micro-alloying capacity at lower concentrations, which reduces contact endurance, strength and friction properties. With an increase in the niobium content of more than 0.6 wt.%, The concentration of 10 perlite in the pig iron increases and the specific tightness, strength and operational durability decrease.

Углерод и кремний вл ютс основными элементами, определ ющими структу- 15 ру, удельную герметичность и комплекс свойств чугуна различного назначени , в том числе и дл работы его в услови х высоких контактных нагрузок и интенсивного износа . При концентрации углерода 3,1-4,0 20 мас.% и кремни 0,8-3,0 мас.% создаютс наиболее благопри тные услови дл формировани мелкозернистой аустенит- но-бейнитной структуры, наиболее благопри тной дл обеспечени высокой 25 контактной выносливости, повышени плотности, удельной герметичности и уп- ругопластических свойств. При концентрации углерода до 3,1 мас.% и кремни до 0,8 мас.% увеличиваетс содержание цементи- 30 та и уменьшаетс количество бейнита, снижаетс склонность чугуна к бейнитному « превращению, падает в зкость и снижаетс контактна выносливость. При увеличении концентрации углерода более 4,0 мае, % 35 и кремни более 3,0 мас,% снижаетс плотность , удельна герметичность, износостойкость , контактна выносливость и одновременно повышаетс количество и размер графитовых включений,40Carbon and silicon are the main elements that determine the structure, specific tightness and complex properties of cast iron for various purposes, including its work in conditions of high contact loads and intense wear. With a carbon concentration of 3.1–4.0–20 wt.% And silicon of 0.8–3.0 wt.%, The most favorable conditions are created for the formation of a fine-grained austenitic-bainite structure, which is most favorable for ensuring high contact endurance , increase of density, specific tightness and elastic-plastic properties. When the concentration of carbon is up to 3.1 wt.% And silicon to 0.8 wt.%, The cement content increases and the amount of bainite decreases, the iron becomes less prone to bainitic transformation, the viscosity decreases, and the contact endurance decreases. With an increase in carbon concentration of more than 4.0 May,% 35 and silicon over 3.0 wt.% Density decreases, specific tightness, wear resistance, contact endurance and at the same time the number and size of graphite inclusions, 40

Концентраци легирующих компонентов (фосфор 0,15-0,9, никель 0,05-1,1, медь 0,02-0,9, марганец 0,05-0,15 и хром 0,03- 0,39 мас.%) обеспечивает получение высоких прочностных характеристик, удель- 45 ной герметичности, повышенной фрикцион- ной износостойкости и контактнойThe concentration of the alloying components (phosphorus 0.15-0.9, nickel 0.05-1.1, copper 0.02-0.9, manganese 0.05-0.15, and chromium 0.03-0.39 wt. %) provides high strength characteristics, specific tightness, increased frictional wear resistance and contact

выносливости. При увеличении их концентрации выше верхних пределов увеличиваютс ликвационные процессы, повышаетс содержание в структуре чугуна аустенита, что увеличивает склонность к охрупчива- нию, снижает удельную герметичность и уп- ругопластические свойства, При снижении концентрации указанных легирующих элементов ниже нижних пределов плотность, прочность и контактна выносливость чугуна недостаточны.endurance. With an increase in their concentration above the upper limits, the liquation processes increase, the austenite content in the cast iron structure increases, which increases the tendency to embrittlement, reduces the specific tightness and elastic properties, while the concentration of these alloying elements decreases below the lower limits cast iron are insufficient.

Выплавку фосфористныхчугунов производ т в открытых электропечах.The smelting of phosphorous chugues is carried out in open electric furnaces.

Присадку легирующих элементов производ т в раздаточный или разливочный ковш перед выдачей расплава с температурой 1460-1470°С из плавильной печи. Расплав заливают при 1400-1380°С в сухие формы дл получени отливок и технологических проб, Отливки подвергают термической обработке с изотермической выдержкой при 370-410°С в течение 1,1-2 ч.The alloying elements are added to a dispensing or pouring ladle before discharging the melt with a temperature of 1460-1470 ° C from the melting furnace. The melt is poured at 1400-1380 ° C in dry forms to obtain castings and process samples. The castings are heat treated with isothermal aging at 370-410 ° C for 1.1-2 hours.

В табл. 1 приведены химические составы исследованных чугунов, а в табл. 2 - результаты сравнительных их испытаний.In tab. 1 shows the chemical compositions of the investigated cast iron, and table. 2 - the results of their comparative tests.

Исследовани дисперсности чугуна и ударной в зкости провод т по ГОСТ,Studies of the dispersion of cast iron and toughness are carried out according to GOST,

Как видно из табл, 2, предлагаемый фосфористый чугун обладает более высокой эксплуатационной стойкостью, обеспечива повышение удельной герметичности и контактной выносливости.As can be seen from the table, 2, the proposed phosphorous cast iron has a higher operational resistance, providing an increase in specific tightness and contact endurance.

Claims

Claims of iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, phosphorus and iron, characterized in that, in order to increase wear resistance, specific tightness and contact endurance, it additionally contains niobium and titanium in the following ratio of components, wt. %: carbon 3.1-4.0; silicon 0.8-3.0; manganese 0.5-1.5; chromium 0.03-0.39; nickel 0.05-1.1; copper 0.02-0.9; phosphorus 0.15-0.9; niobium 0.05-0.6; titanium 0.05-0.36; iron else.

Table 1

table 2