CS224440B1

CS224440B1 - Modified chromium-manganic cast iron

Info

Publication number: CS224440B1
Application number: CS765981A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Csc Vocel; Alois Ing Sustek; Josef Ing Spunda
Original assignee: Vocel Milan; Alois Ing Sustek; Josef Ing Spunda
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1981-10-19
Publication date: 1984-01-16

Description

Vynález řeší modifikovanou chróm-manganovou litinu odolnou proti opotřebení.The invention solves a modified wear-resistant chromium-manganese cast iron.

Modifikací chemického složení a užitím některých dalších legujících prvků se dosahuje u chrómmanganové litiny příznivějších technologických slévárenských vlastností, zejména vhodnější struktury v průřezu stěny odlitků, a tím i zvýšení odolnosti proti dynamickému namáhání u tlustostěnných odlitků v podmínkách abrazívního a erozívního opotřebení.By modifying the chemical composition and using some other alloying elements, chromium-manganese cast iron achieves more favorable technological foundry properties, in particular a more suitable structure in the cross-section of the casting wall, thereby increasing resistance to dynamic stress in thick-walled castings under abrasive and erosive wear conditions.

V současné době se pro použití v podmínkách intenzívní abraze a eroze používají různé typy slitin na bázi chrómu, nebo chrómu a molybdenu, u nichž obsah chrómu je v rozsahu 12 až 27 % hmot., obsah funkčně deficitního molybdenu je 2 až 3 % hmot. (zejména u tlustostěnných odlitků).Various types of chromium-based alloys or chromium-molybdenum-based alloys having a chromium content of 12 to 27% by weight, a functionally deficient molybdenum content of 2 to 3% by weight are currently used for use in intensive abrasion and erosion conditions. (especially for thick-walled castings).

Používané chróm-manganové slitiny, obsahující 12 až 24 % hmot. chrómu a 2 až 3,7 % hmot. manganu, mají některé nepříznivé technologické vlastnosti, zejména vysokou reaktivitu tekutého kovu s formovacím materiálem, a tím zhoršenou jakost povrchu odlitků. Projevuje se rovněž nerovnoměrnost struktury u odlitků s větší tloušťkou stěny, což znesnadňuje změkčení materiálu odlitků tepelným zpracováním v případě nutnosti mechanického obrábění.The chromium-manganese alloys used contain 12 to 24 wt. % of chromium and 2 to 3.7 wt. % of manganese, have some unfavorable technological properties, in particular high reactivity of the liquid metal with the molding material and hence the deteriorated surface quality of the castings. There is also a structural unevenness in castings with a larger wall thickness, which makes it difficult to soften the casting material by heat treatment if mechanical machining is required.

Uvedené nedostatky odstraňuje modifikovaná chróm-manganová litina, obsahující 2 až 3,5 % hmot. uhlíku, 18 až 24 % hmot. chrómu, 0,4 ažModified chromium-manganese cast iron containing 2 to 3.5 wt. % carbon, 18 to 24 wt. of chromium, 0.4 to

1,5 % hmot. křemíku, která je kalená z teplot 900 až 1150 °C na vzduchu a následně nízko popuštěna, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje 1 až 2,5 % hmot. manganu, 0,3 až1.5 wt. Silicon, which is quenched from temperatures of 900 to 1150 ° C in air and subsequently low tempered, according to the invention, characterized in that it contains 1 to 2.5 wt. of manganese, 0.3 to

1,5 % hmot. niklu, 0,005 až 0,2 % hmot. zirkonu a 0,05 až 0,2 % hmot. vanadu. Dále může obsahovat ještě 0,05 až 0,2 % hmot. titanu a 0,001 až 0,05 % hmot. bóru, buď jednotlivě, nebo v kombinaci. U tlustostěnných odlitků obsahuje litina navíc 0,3 až 1,5 % hmot. molybdenu.1.5 wt. % nickel, 0.005 to 0.2 wt. % zirconium and 0.05 to 0.2 wt. vanadium. It may further comprise 0.05 to 0.2 wt. % titanium and 0.001 to 0.05 wt. boron, either singly or in combination. In the case of thick-walled castings, the cast iron additionally contains 0.3 to 1.5% by weight. molybdenum.

Modifikovaná chróm-manganová litina podle vynálezu má velkou odolnost proti abrazívnímu i erozívnímu opotřebení při velké prokalitelností odlitků na vzduchu, a to i při tloušťce stěny kolem 100 mm, kde se dosahuje tvrdosti kolem 55 až í 60 HRC. Použitý obsah manganu, niklu, zirkonia a vanadu vede ke snížení reaktivity mezi tekutým \ '.kovem a formou, zlepšuje rovnoměrnost struktury v průřezu odlitků a zlepšuje odolnost materiálu proti organickému zatížení při opotřebení. Pro zajištění velké otěruvzdornosti i vhodné struktury u hmotnějších odlitků se použijí další prvky jako titan, bor, molybden, a to jednotlivě nebo v kombinaci.The modified chromium-manganese cast iron according to the invention has a high resistance to abrasive and erosive wear with high hardenability of castings in air, even at a wall thickness of about 100 mm, where a hardness of about 55 to 60 HRC is achieved. The content of manganese, nickel, zirconium and vanadium used leads to a decrease in the reactivity between the liquid metal and the mold, improves the uniformity of the structure in the cross-section of the castings and improves the wear resistance of the material. Other elements such as titanium, boron, molybdenum, individually or in combination, are used to provide high abrasion resistance and a suitable structure for more massive castings.

PříkladExample

Z modifikované chróm-manganové litiny podle vynálezu bylo odlito 6 zkušebních taveb, jejichž /chemické složení v hmotnostních procentech je uvedeno v tabulce.From the modified chromium-manganese cast iron according to the invention, 6 test melts were cast, the chemical composition of which by weight is given in the table.

V tabulce jsou současně udány průměrné hodnoty tvrdosti HRC a hodnoty poměrné odolnosti proti abrazívnímu opotřebení, měřené podle ČSN 01 50 84.The table also shows the average values of hardness HRC and values of relative resistance to abrasive wear, measured according to ČSN 01 50 84.

Z tabulky je vidět, že v celém rozsahu chemického složení mají modifikované litiny velkou tvrdost a velkou otěruvzdornost, a to jak u odlitků s malou tloušťkou stěny (20 až 40 mm — tavba 1, 2), se střední tloušťkou stěny (40 až 60 mm - tavba 3,4), ; tak i u tlustostěnných odlitků (60 až 100 mm — tavba 5, 6).It can be seen from the table that throughout the range of chemical compositions, modified cast irons have high hardness and abrasion resistance, both for castings with a low wall thickness (20 to 40 mm - melting 1, 2), with a medium wall thickness (40 to 60 mm) - melt 3,4); as well as thick-walled castings (60 to 100 mm - melting 5, 6).

U žádné z odlitých pokusných taveb nebyly zjištěny povrchové vady, vyplývající z velké reaktivity tekutého kovu k povrchu formy. Odlitky byly tepelně zpracovány za ustenitizačních teplot v rozmezí 930 až 1130 °C kalením na vzduchu a nízkým popouštěním na 200 °C.No surface defects resulting from the high reactivity of the liquid metal to the mold surface were found in any of the cast test melts. The castings were heat treated at stabilization temperatures between 930 and 1130 ° C by air quenching and low tempering to 200 ° C.

TabulkaTable

Prvek [%] Element [%] Tavba č. Tavba č. 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 uhlík carbon 2,05 2.05 2,91 2.91 2,52 2.52 2,52 2.52 2,51 2.51 3,43 3.43 chróm chrome 18,90 18.90 23,6 23.6 21,2 21.2 21,3 21.3 19,9 19.9 20,2 20.2 křemík silicon 0,75 0.75 0,91 0.91 1,29 1.29 1,38 1.38 0,48 0.48 0,51 0.51 mangan manganese 1,13 1.13 2,42 2.42 1,71 1.71 1,69 1.69 1,50 1.50 2,1 2.1 nikl nickel 0,39 0.39 1,41 1.41 0,70 0.70 0,71 0.71 0,40 0.40 1,37 1.37 zirkonium zirconium 0,06 0.06 047 047 0,01 0.01 0,01 0.01 0,007 0.007 0,006 0.006 vanad vanadium 0,06 0.06 0,18 0.18 0,12 0.12 0,11 0.11 0,12 0.12 0,12 0.12 titan titanium — - — - 0,06 0.06 0,18 0.18 _ _ 0,11 0.11 bor bor — - — - 0,004 0.004 0,001 0.001 0,041 0,041 0,005 0.005 molybden molybdenum ' — ' '-' — - — - — - 0,40 0.40 1,46 1.46 HRC HRC 59 až 61 59 to 61 60 až 62 60 to 62 59 až 63 59 to 63 60 až 62 60 to 62 59 až 61 59 to 61 60 až 63 60 to 63 Odolnost proti abraz. opotřebení Abrasion resistance. wear 2,5 až 2,7 2.5 to 2.7 2,5 až 2,8 2.5 to 2.8 2,5 až 2,8 2.5 to 2.8 2,6 až 2,8 2.6 to 2.8 2,5 až 2,7 2.5 to 2.7 2,6 až 2,9 2.6 to 2.9

PŘEDMĚTSUBJECT

Claims

Modified chromium-manganese cast iron with high abrasive and erosive wear resistance, containing 2 to 3.5% by weight of carbon, 18 to 24% by weight of chromium, 0.4 to

1,5% by weight of silicon, hardened from 900 to 1150 ° C in air followed by low tempering, characterized in that it contains 1 to 2,5% by weight of manganese, 0,3 to 1,5% by weight of nickel, 0,005 to 0% , 2% by weight of zirconium and 0.05 to 0.2% by weight of vanadium.

2. The modified chromium-manganese cast iron according to claim 1, characterized in that it contains 0.05 to 0.2% by weight of titanium and 0.001 to 0.05% by weight of boron individually or in combination thereof.

3. Modified chromium-manganese cast iron according to items 1 and 2, characterized in that it contains from 0.3 to 2

1.5 wt% molybdenum.