RU2058417C1

RU2058417C1 - Pig iron

Info

Publication number: RU2058417C1
Application number: RU94028817/02A
Authority: RU
Inventors: Г.Н. Мулько; ев Г.М. Гул; Г.М. Гуляев; В.А. Зайцев; А.А. Бондарь; В.Г. Подпорин; В.А. Кобелев; М.В. Рогов; В.В. Павлов; А.И. Истеев; И.Ф. Курунов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Носта"
Priority date: 1994-08-01
Filing date: 1994-08-01
Publication date: 1996-04-20
Also published as: RU94028817A

Abstract

FIELD: production of high-strength alloying pig iron with the lower manufacturing cost. SUBSTANCE: the pig iron contains, mas.%: carbon 2.5-4.5; silicon 1.5-4.8; manganese 0.3-1.5; chromium 0.4-1.5; nickel 0.6-5.0; vanadium 0.01-0.1; cobalt 0.01-0.2; titanium 0.05-0.5; gallium 0.001-0.01; germanium 0.001-0.01; molybdenum 0.001-0.2; copper 0.00-50.5; the balance, iron. Pig iron strength is increased by 4-14 MPa, wear resistance is increased by 20-55% and heat resistance is increased by 16-36%. EFFECT: higher efficiency. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к составам высокопрочных легированных чугунов. The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to compositions of high-strength alloyed cast irons.

Известен чугун [1] следующего химического состава, мас. Углерод 2,5-4,0 Кремний 0,5-2,8 Марганец не более 1,0 Хром 0,15-1,5 Никель 0,25-2,0 Ванадий 0,1-0,4 Молибден 0,25-2,0 Бор 0,15-0,5 Медь 0,25-2,0 Железо остальное. Known cast iron [1] the following chemical composition, wt. Carbon 2.5-4.0 Silicon 0.5-2.8 Manganese not more than 1.0 Chromium 0.15-1.5 Nickel 0.25-2.0 Vanadium 0.1-0.4 Molybdenum 0.25 -2.0 Boron 0.15-0.5 Copper 0.25-2.0 Iron the rest.

Недостатки известного чугуна недостаточно высокие прочность и износостойкость, а также высокая себестоимость. The disadvantages of the known cast iron are not sufficiently high strength and wear resistance, as well as high cost.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является чугун [2] содержащий, мас. Углерод 2,5-4,5 Кремний 1,5-3,6 Марганец 0,3-1,5 Хром 0,4-3,2 Никель 0,2-1,1 Ванадий 0,01-0,05 Кобальт 0,01-0,02 Титан 0,05-0,5 Галлий 0,0005-0,005 Германий 0,0005-0,001 Железо остальное. The closest in technical essence and the achieved result is cast iron [2] containing, by weight. Carbon 2.5-4.5 Silicon 1.5-3.6 Manganese 0.3-1.5 Chromium 0.4-3.2 Nickel 0.2-1.1 Vanadium 0.01-0.05 Cobalt 0 , 01-0.02 Titanium 0.05-0.5 Gallium 0.0005-0.005 Germanium 0.0005-0.001 Iron the rest.

Недостаток данного чугуна недостаточно высокие прочность и износостойкость. The disadvantage of this cast iron is not high enough strength and wear resistance.

Цель изобретения повышение прочности, термостойкости и износостойкости чугуна, снижение его себестоимости. The purpose of the invention is to increase the strength, heat resistance and wear resistance of cast iron, reducing its cost.

Поставленная цель достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, кобальт, титан, галлий, германий и железо, дополнительно содержит молибден и медь при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 2,5-4,5 Кремний 1,5-4,8 Марганец 0,3-1,5 Хром 0,4-1,5 Никель 0,6-5,0 Ванадий 0,01-0,1 Кобальт 0,01-0,2 Титан 0,05-0,5 Галлий 0,001-0,01 Германий 0,001-0,01 Молибден 0,001-0,2 Медь 0,005-0,5 Железо остальное. This goal is achieved in that the cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium, cobalt, titanium, gallium, germanium and iron, additionally contains molybdenum and copper in the following ratio of components, wt. Carbon 2.5-4.5 Silicon 1.5-4.8 Manganese 0.3-1.5 Chromium 0.4-1.5 Nickel 0.6-5.0 Vanadium 0.01-0.1 Cobalt 0 , 01-0.2 Titanium 0.05-0.5 Gallium 0.001-0.01 Germanium 0.001-0.01 Molybdenum 0.001-0.2 Copper 0.005-0.5 Iron the rest.

Верхний предел по кремнию повышен по сравнению с известным, так как способствует повышению содержания в чугуне молибдена и ванадия. The upper limit for silicon is increased in comparison with the known one, since it contributes to an increase in the content of molybdenum and vanadium in cast iron.

Дополнительное введение в состав чугуна молибдена, а также повышение содержания ванадия способствует повышению его прочности. Пределы повышения содержания ванадия и дополнительного введения молибдена связаны с содержанием хрома и титана. Дополнительное введение молибдена и повышение содержания ванадия компенсируют уменьшение содержания в чугуне хрома. Повышение содержания молибдена и ванадия выше верхнего предела не приводит к увеличению прочности и способствует отбелу чугуна. An additional introduction of molybdenum to the composition of cast iron, as well as an increase in the content of vanadium, increases its strength. The limits for increasing the vanadium content and the additional administration of molybdenum are related to the content of chromium and titanium. The additional introduction of molybdenum and an increase in the content of vanadium compensate for the decrease in the content of chromium in cast iron. An increase in the content of molybdenum and vanadium above the upper limit does not lead to an increase in strength and contributes to the bleaching of cast iron.

Дополнительное введение меди и повышение верхнего предела никеля и кобальта позволяют повысить износостойкость чугуна и подавить отбеливающее влияние хрома, ванадия, титана и молибдена. Пределы содержания меди и повышение верхнего предела содержания никеля и кобальта обусловлены их совместным влиянием с карбидообразующими элементами на структуру и износостойкость чугуна. При увеличении их содержания выше верхнего предела износостойкость чугуна не возрастает, но в значительной степени возрастает его стоимость. An additional introduction of copper and an increase in the upper limit of nickel and cobalt can increase the wear resistance of cast iron and suppress the whitening effect of chromium, vanadium, titanium and molybdenum. The limits of copper content and the increase in the upper limit of the content of nickel and cobalt are due to their combined effect with carbide-forming elements on the structure and wear resistance of cast iron. With an increase in their content above the upper limit, the wear resistance of cast iron does not increase, but its cost increases significantly.

Повышение пределов содержания в чугуне германия и галлия способствует повышению термостойкости чугуна. Увеличение их содержания выше верхних пределов не приводит к существенному увеличению термостойкости, но значительно повышает стоимость чугуна. An increase in the limits of the content of germanium and gallium in cast iron contributes to an increase in the heat resistance of cast iron. An increase in their content above the upper limits does not lead to a significant increase in heat resistance, but significantly increases the cost of cast iron.

Использование молибдена и меди для повышения прочности и износостойкости чугуна известно, но этот эффект достигается при более высоких содержаниях данных легирующих элементов. Использование германия и галлия для повышения служебных свойств чугуна известно, однако не известно применение концентраций более 0,001%
Получение и легирование заявляемого состава чугуна производится по специальной технологии без использования чистых металлов, ферросплавов и лигатур.The use of molybdenum and copper to increase the strength and wear resistance of cast iron is known, but this effect is achieved with higher contents of these alloying elements. The use of germanium and gallium to increase the service properties of cast iron is known, but the use of concentrations of more than 0.001% is not known
The preparation and alloying of the inventive composition of cast iron is carried out according to a special technology without the use of pure metals, ferroalloys and alloys.

П р и м е р. Были выплавлены 6 составов чугунов (табл. 1) в доменной печи объемом 1033 м³. После разливки чушковый чугун расплавляли в индукционной печи и после нагрева до температуры 1400^оС заливали в цилиндрические заготовки диаметром 50 мм и длиной 400 мм в земляные формы. Из данных заготовок изготавливали образцы для испытаний на прочность в соответствии с ГОСТ 1497-73. Термостойкость определяли путем подсчета термических трещин на образцах диаметром 15 мм и высотой 15 мм после серии из 100 термоциклов, проводившихся по режиму: нагрев до 800^оС, выдержка 15 мин и охлаждение в воде. Результаты испытаний приведены в табл. 2.PRI me R. 6 cast iron compositions were smelted (Table 1) in a blast furnace with a volume of 1033 m ³ . After casting pig iron was melted in an induction furnace and after heating to a temperature of ¹⁴⁰⁰ ° C was poured into a cylindrical billet of 50 mm diameter and 400 mm in earthwork form. Strength test specimens were made from these blanks in accordance with GOST 1497-73. Heat resistance was determined by counting thermal cracks on samples 15 mm in diameter and 15 mm in height after a series of thermal cycles 100 conducted by regime: heating to 800 ^° C, holding 15 minutes and cooled in water. The test results are given in table. 2.

Анализ приведенных по сравнению с прототипом показателей свидетельствует, что применение заявляемого состава чугуна позволяет повысить прочность на 4-14 МПа, износостойкость на 20-55% термостойкость на 16-36% при снижении себестоимости производства чугуна. Analysis of the indicators compared with the prototype indicates that the use of the inventive composition of cast iron can increase strength by 4-14 MPa, wear resistance by 20-55%, heat resistance by 16-36% while reducing the cost of production of cast iron.

Claims

PIG IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium, cobalt, titanium, gallium, germanium and iron, characterized in that it additionally contains molybdenum and copper in the following ratio of components, wt.

Carbon 2.5 4.5
Silicon 1.5 4.8
Manganese 0.3 1.5
Chrome 0.4 1.5
Nickel 0.6 5.0
Vanadium 0.01 0.1
Cobalt 0.01 0.2
Titanium 0.05 0.5
Gallium 0.001 0.01
Germanium 0.001 0.01
Molybdenum 0.001 0.02
Copper 0.005 0.5
Iron Else