SU1763506A1

SU1763506A1 - Wear-resistant cast iron

Info

Publication number: SU1763506A1
Application number: SU904903948A
Authority: SU
Inventors: Виктор Анатольевич Алов; Михаил Иванович Карпенко; Сергей Павлович Кожемякин; Светлана Михайловна Бадюкова; Валерий Михайлович Колокольцев; Александр Иванович Карлюк; Александр Алексеевич Радченко
Original assignee: Производственное объединение "Ярославский электромашиностроительный завод"
Priority date: 1990-12-17
Filing date: 1990-12-17
Publication date: 1992-09-23

Abstract

Изобретение относитс к металлургии, в частности к износостойким чугунам дл изготовлени литых деталей, работающих в услови х ударно-абразивнрго износа. Сущность изобретени : чугун дополнительно содержит азот, кальций и фосфор при следующем соотношении компонентов, мае. %: углерод 2,3-3,3, кремний 0,9-2,0, марганец 0,4-0,8, церий 0,02-0,1, титан 0,7- 1,4, алюминий 0,05-0,7, медь 0,05-0,5, никель 0,02-2,1, хром 5,31-12,8, азот 0,05-0,3, фосфор 0,10-0,6, кальций 0,002-0,01, железо - остальное. Данный чугун имеет следующие свойства: НВ 467-565, ударно-абразивна износостойкость 17-23 мг/гс, относительна стойкость против фретинг-коррозии 9,7-11,0 Кфк, эксплуатационна стойкость 935-1062ч. 2 табл. w ЈThe invention relates to metallurgy, in particular, wear-resistant cast irons for the manufacture of cast parts operating under impact-abrasive wear conditions. SUMMARY OF THE INVENTION: The cast iron further comprises nitrogen, calcium, and phosphorus in the following ratio of components, May. %: carbon 2.3-3.3, silicon 0.9-2.0, manganese 0.4-0.8, cerium 0.02-0.1, titanium 0.7-1.4, aluminum 0, 05-0.7, copper 0.05-0.5, nickel 0.02-2.1, chromium 5.31-12.8, nitrogen 0.05-0.3, phosphorus 0.10-0.6 , calcium 0,002-0,01, iron - the rest. This cast iron has the following properties: HB 467-565, impact-abrasive wear resistance 17-23 mg / gs, relative resistance to fretting corrosion 9.7-11.0 Kfc, operational resistance 935-1062ch. 2 tab. w Ј

Description

Изобретение относитс к металлургии, в частности к износостойким легированным чугунам дл работы в услови х ударно-абразивного износа.This invention relates to metallurgy, in particular to wear resistant alloyed cast irons for working under conditions of impact abrasive wear.

Цель изобретени - повышение эксплуатационной стойкости, твердости, ударно-абразивной износостойкости и относительной стойкости против фретинг-коррозии.The purpose of the invention is to increase the service resistance, hardness, impact-abrasive wear resistance and relative resistance against fretting corrosion.

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.

Введение азота измельчает структуру, образу нитриды и карбонитриды, повышает износо- и эксплуатационную стойкость. Его вли ние начинает сказыватьс с концентрации 0,05 мае. %. При увеличении содержани азота более 0,3 мас.% увеличиваетс концентраци нитридов по границам зерен, снижаетс удароустойчивость и ударно-абразивна износостойкость.The introduction of nitrogen crushes the structure, forming nitrides and carbonitrides, increases wear and operational durability. Its effect begins with a concentration of 0.05 May. % With an increase in the nitrogen content of more than 0.3 wt.%, The concentration of nitrides at the grain boundaries increases, the crash resistance decreases and the impact-abrasive wear resistance decreases.

Введение хрома легирует и упрочн ет матрицу, увеличивает количество карбидов, повышает твердость и износостойкость, что повышает эксплуатационные свойства. При концентрации хрома до 5,31 мае. % упрочнение матрицы, повышение твердости и эксплуатационных свойств недостаточны. При увеличении содержани хрома более 12,8 мае. % укрупн ютс карбиды, снижаютс пластические свойства и эксплуатационные свойства и стойкость.The introduction of chromium dopes and strengthens the matrix, increases the amount of carbides, increases hardness and wear resistance, which improves performance properties. When the concentration of chromium to 5.31 May. % hardening of the matrix, increasing the hardness and performance properties are insufficient. With an increase in chromium content of more than 12.8 May. Carbides are enlarged, plastic properties and operational properties and durability are reduced.

Введение цери в количестве 0,02-0,1 мае. % обусловлено его сфероидизирую- щим и модифицирующим вли нием, способностью измельчать структуру и повышать прочностные и эксплуатационные свойства. При его концентрации до 0,02 мае. % модифицирующий эффект недостаточен, а механические и эксплуатационные свойства низкие. При повышении концентрации The introduction of cerium in the amount of 0.02-0.1 May. % due to its spheroidizing and modifying effect, the ability to grind the structure and improve the strength and performance properties. With its concentration up to 0.02 May. % modifying effect is insufficient, and mechanical and operational properties are low. With increasing concentration

о со ел о оabout built about

ри более 0,1 мае. % увеличиваетс угар компонентов, неоднородность структуры и концентраци неметаллических включений по границам зерен, что снижает ударно-абразивную стойкость и эксплуатационные свойства.Pu more than 0.1 May. % increases the waste of components, the heterogeneity of the structure and the concentration of non-metallic inclusions along the grain boundaries, which reduces the impact-abrasive resistance and performance properties.

Введение алюмини (0,05-0,7) мае. %, меди (0,05-0,5) мае. % и никел (0,02-2,1) мае. % легирует матрицу, повышает стойкость ее к фретинг-коррозии, ударам и изно- су, повышает эксплуатационную стойкость. При содержании менее нижних пределов эксплуатационные свойства недостаточны, а при содержании более верхних пределов - снижаетс твердость и эксплуатационные свой- ства.The introduction of aluminum (0.05-0.7) May. % of copper (0.05-0.5) May. % and nickel (0.02-2.1) may. % dopes the matrix, increases its resistance to fret-corrosion, shock and wear, increases operational durability. When the content is less than the lower limits, the performance properties are insufficient, and when the content is more upper limits, the hardness and performance properties are reduced.

Введение титана (0,7-1,4) мае. % и фосфора (0,10-0,6) мае. % задерживает рост зерен, расшир интервал закалочных температур , обеспечивает образование слож- ных карбидов, которые, будучи более дисперсными и менее склонными к коагул ции , существенно повышают износостойкость и эксплуатационные свойства чугуна как в литом соотношении, так и после тер- мической обработки. При концентрации титана до 0,7 мае. % и фосфора до 0,10 мае. % основной упрочн ющей фазой в структуре вл ютс крупные карбиды типа М2С и карбиды цементитного типа, а износостой- кость, микротвердость и эксплуатационные свойства недостаточны. При их содержании более верхних пределов снижаютс однородность структуры и стабильность механических и эксплуатационных свойств.The introduction of titanium (0.7-1.4) May. % and phosphorus (0.10-0.6) may. % delays grain growth, expanding the range of quenching temperatures, provides for the formation of complex carbides, which, being more dispersed and less prone to coagulation, significantly increase the wear resistance and performance properties of cast iron both in a molded ratio and after thermal treatment. When the concentration of titanium to 0.7 May. % and phosphorus to 0.10 May. The main strengthening phase in the structure is large M2C type carbides and cementite type carbides, and the wear resistance, microhardness, and performance properties are insufficient. With their content over upper limits, the homogeneity of the structure and the stability of the mechanical and operational properties are reduced.

Кальций в количестве (0,002-0,01) мае. % и алюминий (0,05-0,7) мае. % очищают границы зерен и повышают эксплуатационную стойкость. При содержании кальци более 0,01 мае. % и алюмини более 0,7 мае, % происходит графитизаци и снижаютс плотность, твердость чугуна, его эксплуатационные свойства. При содержании кальци до 0,002 мае. % и алюмини менее 0,05 мае. % увеличиваетс концентраци вклю- чений неметаллического характера в чугуне, снижаютс компактность графита, износостойкость и надежность деталей, работающих в услови х ударно-абразивного износа.Calcium in the amount of (0.002-0.01) May. % and aluminum (0.05-0.7) may. % clear grain boundaries and increase operational durability. When the calcium content is more than 0.01 May. % and aluminum more than 0.7 May;% graphitization takes place and the density, hardness of iron, and its performance properties decrease. When the content of calcium to 0.002 May. % and aluminum less than 0.05 May. % increases the concentration of non-metallic inclusions in cast iron, reduces the compactness of graphite, the wear resistance and reliability of parts operating under impact-abrasive wear.

Содержание основных компонентов: уг- лерод (2,3-3,3) мае. %, кремний (0,9-2,0) мае, % и марганец (0,4-0,8) мае. % прин то с учетом производства износостойких отливок , работающих в услови х ударно-абразивного износа. При содержании их больше верхних пределов снижаютс твердость,The content of the main components: carbon (2.3-3.3) May. %, silicon (0.9-2.0) May,% and manganese (0.4-0.8) May. % accepted taking into account the production of wear-resistant castings, working in conditions of impact-abrasive wear. With more upper limits, the hardness is reduced,

удароустойчивость и эксплуатационные свойства. При концентрации менее нижних пределов снижаютс однородность структуры , эксплуатационна стойкость.impact resistance and performance properties. At a concentration of less than the lower limits, the structure homogeneity and operational durability are reduced.

Пример. Выплавку чугунов провод т в индукционных тигельных печах типа МГП- 102. В качестве шихтовых материалов используют чугунный лом, литейные и передельные чугуны, никель, возврат собственного производства и ферросплавы. Технологи плавки включает расплавление передельного и литейного чугунов, чугунного лома, введение возврата собственного производства, феррохрома, ферромарганца и силикокальци , микролегирование алюминием и никелем, модифицирование фер- роцерием и ферротитаном. Заливку литейных форм производ т модифицированным чугуном при температуре 1430- 1460°С.Example. Cast iron smelting is carried out in induction crucible furnaces of the type MGP-102. Cast iron scrap, foundry and pig iron, nickel, return of own production and ferroalloys are used as charge materials. The smelting technology includes the melting of pig iron and foundry iron, scrap iron, the introduction of the return of its own production, ferrochrome, ferromanganese and silicocalcium, microalloying with aluminum and nickel, modification with ferroceride and ferrotitanium. Casting of casting molds is carried out with modified cast iron at a temperature of 1430-1460 ° C.

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок; в табл. 2 - механические и эксплуатационные свойства чугунов. Испытани на износостойкость проводили по ГОСТ 23.207-79. Определение механических свойств проводили на стандартных образцах.In tab. 1 shows the chemical composition of the cast iron experienced melts; in tab. 2 - mechanical and operational properties of cast iron. Tests for wear resistance were carried out according to GOST 23.207-79. Determination of mechanical properties was performed on standard samples.

Как видно из данных табл. 2, предлагаемый чугун обладает более высокими значени ми эксплуатационных свойств, чем базовый чугун.As can be seen from the data table. 2, the proposed cast iron has higher performance properties than base cast iron.

Claims

Claims of wear-resistant cast iron containing carbon, silicon, manganese, cerium, titanium, aluminum, copper, nickel, chromium, and iron, in order to increase the operational durability, hardness, impact abrasive wear resistance and relative resistance against freting corrosion, it additionally contains nitrogen, phosphorus and calcium in the following ratio of components, May. %:

Carbon 2.3-3.3

Silicon. 0.9-2.0

Manganese0.4-0.8

Cerium 0.02-0.1

Titan0.7-1.4

Aluminum0.05-0.7

Copper0.05-0.5

Nickel 0.02-2.1

Chrome 5.31-12.8

Nitro0.05-0.3

Phosphorus 0.10-0.6

Calcium0.002-0.01

IronErest

Table 1

table 2