RU2297468C1 - Antifriction cast iron - Google Patents
Antifriction cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297468C1 RU2297468C1 RU2005135393/02A RU2005135393A RU2297468C1 RU 2297468 C1 RU2297468 C1 RU 2297468C1 RU 2005135393/02 A RU2005135393/02 A RU 2005135393/02A RU 2005135393 A RU2005135393 A RU 2005135393A RU 2297468 C1 RU2297468 C1 RU 2297468C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- properties
- iron
- nickel
- proposed
- Prior art date
Links
Landscapes
- Heat Treatment Of Steel (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к износостойким чугунам для изготовления деталей маслот уплотнительных колец, работающих при больших удельных давлениях.The invention relates to metallurgy, and in particular to wear-resistant cast irons for the manufacture of parts for oil seal rings operating at high specific pressures.
Известен антифрикционный чугун (а.с. СССР №836185, С22С 37/00, 1981), содержащий, мас.%:Known anti-friction cast iron (USSR AS No. 836185, C22C 37/00, 1981), containing, wt.%:
Твердость чугуна - 224-230 НВ.The hardness of cast iron is 224-230 HB.
Известный чугун обладает высокой износостойкостью, но недостаточными пластическими и антифрикционными свойствами.Known cast iron has high wear resistance, but insufficient plastic and antifriction properties.
Известен антифрикционный чугун (Патент Японии №58-171553, кл. С22С 37/10, 1983) следующего химического состава, мас.%:Known anti-friction cast iron (Japanese Patent No. 58-171553, class C22C 37/10, 1983) of the following chemical composition, wt.%:
Известный чугун имеет ферритную структуру и низкую износостойкость.Known cast iron has a ferritic structure and low wear resistance.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является антифрикционный чугун (а.с. СССР №956595, кл. С22С 37/10, 1982) следующего химического состава, мас.%:Closest to the proposed invention is antifriction cast iron (AS USSR No. 956595, class C22C 37/10, 1982) of the following chemical composition, wt.%:
Микроструктура чугуна в литом состоянии состоит из перлита, точечного и мелкодисперсного графита с междендритным расположением. После термической обработки по режиму: нагрев до температуры 950°С, выдержка, закалка в масле, отпуск при температуре 360°С, микроструктура чугуна состоит из нижнего бейнита, мелкоигольчатого мартенсита, точечного и мелкодисперсного графита с междендритным расположением. Этот антифрикционный чугун обладает следующими свойствами:The microstructure of cast iron consists of perlite, point and finely dispersed graphite with an interdendritic arrangement. After heat treatment according to the regime: heating to a temperature of 950 ° С, holding, oil quenching, tempering at a temperature of 360 ° С, the microstructure of cast iron consists of lower bainite, finely needle martensite, point and finely dispersed graphite with an interdendrite arrangement. This anti-friction cast iron has the following properties:
Недостатком известного чугуна является нестабильность технологических и эксплуатационных свойств.The disadvantage of cast iron is the instability of technological and operational properties.
Задачей данного технического решения является повышение модуля упругости и стабильности эксплуатационных свойств, в результате чего увеличивается износостойкость маслот уплотнительных колец.The objective of this technical solution is to increase the modulus of elasticity and stability of operational properties, as a result of which the wear resistance of the o-rings is increased.
Поставленная задача решается: в чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюминий, сурьму и железо, дополнительно вводят хром, никель, кальций, фосфор при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved: in cast iron containing carbon, silicon, manganese, aluminum, antimony and iron, chromium, nickel, calcium, phosphorus are additionally introduced in the following ratio of components, wt.%:
Чугун выплавляют в индукционной электропечи ИСТ - 0,16 с перегревом расплава до температуры 1440-1460°С и доводкой химического состава по основным (углерод и кремний) и легирующим (хром, никель, марганец) компонентам. В качестве шихтовых материалов использую передельные и литейные чугуны, чугунный и стальной лом, ферромарганец, силикокальций, феррохром, феррофосфор, никель НПЗ, металлическую сурьму, ферроалюминий и ферросилиций.Cast iron is smelted in the IST - 0.16 induction electric furnace with overheating of the melt to a temperature of 1440-1460 ° C and refinement of the chemical composition according to the main (carbon and silicon) and alloying (chromium, nickel, manganese) components. As charge materials, I use foundry and foundry cast iron, pig-iron and steel scrap, ferromanganese, silicocalcium, ferrochrome, ferrophosphorus, nickel refineries, antimony metal, ferroaluminium and ferrosilicon.
Микролегирование сурьмой, феррохромом, никелем и ферромарганцем проводят в электропечи, а модифицирование силикокальцием и алюминием - в разливочных ковшах с использованием экзотермических таблеток. Заливку расплава в литейные формы проводят при температуре 1380-1330°С.Microalloying with antimony, ferrochrome, nickel and ferromanganese is carried out in an electric furnace, and modification with silicocalcium and aluminum is carried out in casting ladles using exothermic tablets. The melt is poured into molds at a temperature of 1380-1330 ° C.
В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.Table 1 shows the chemical compositions of cast irons of experimental swimming trunks.
В табл.2 приведены механические, технологические и антифрикционные свойства чугунов опытных плавок.Table 2 shows the mechanical, technological and antifriction properties of cast iron of experimental melts.
Кальций в количестве 0,02-0,06 мас.% микролегирует матрицу, улучшает форму графита, очищает границы зерен от неметаллических включений, повышает стабильность структуры, коэффициента трения и механических свойств. При содержании кальция до 0,02 мас.% микролегирующий эффект проявляется слабо, существенного повышения стабильности коэффициента трения и механических свойств не достигается. Верхний предел содержания кальция ограничен концентрацией 0,06 мас.%, выше которой возрастает количество неметаллических включений, т.к. кальций полностью не растворяется в металлической основе, что приводит к снижению ударной вязкости и пластичности.Calcium in an amount of 0.02-0.06 wt.% Microalloys the matrix, improves the shape of graphite, cleans grain boundaries from non-metallic inclusions, increases the stability of the structure, friction coefficient and mechanical properties. When the calcium content is up to 0.02 wt.%, The microalloying effect is weak, a significant increase in the stability of the friction coefficient and mechanical properties is not achieved. The upper limit of calcium content is limited by a concentration of 0.06 wt.%, Above which the amount of non-metallic inclusions increases, because calcium does not completely dissolve in the metal base, which leads to a decrease in toughness and ductility.
Хром в количестве 0,10-0,50 мас.% измельчает структуру матрицы в литом состоянии и после термической обработки повышает износостойкость и стабильность механических и эксплуатационных свойств и коэффициента трения. При концентрации хрома до 0,10 мас.% измельчение структуры и повышение износостойкости, стабильности механических, технологических и эксплуатационных свойств недостаточны, а при концентрации более 0,50 мас.% усиливаются ликвационные процессы, увеличивается неоднородность структуры, снижается стабильность технологических и антифрикционных свойств чугуна.Chromium in an amount of 0.10-0.50 wt.% Grinds the structure of the matrix in the molten state and after heat treatment increases the wear resistance and stability of mechanical and operational properties and the coefficient of friction. At a chromium concentration of up to 0.10 wt.%, Crushing of the structure and increase of wear resistance, stability of mechanical, technological and operational properties are insufficient, and at a concentration of more than 0.50 wt.%, Segregation processes increase, the heterogeneity of the structure increases, the stability of technological and antifriction properties of cast iron decreases .
Никель в количестве 0,08-0,60 мас.% улучшает и стабилизирует структуру и повышает технологические и антифрикционные свойства чугуна в широком интервале температур. Концентрация никеля определена экспериментально. При увеличении содержания никеля более 0,60 мас.% увеличивается угар металла, усиливаются процессы каогуляции и увеличивается содержание неметаллических включений по границам зерен, что снижает стабильность пластических свойств. При содержании никеля до 0,08 мас.% снижается стабильность антифрикционных свойств.Nickel in the amount of 0.08-0.60 wt.% Improves and stabilizes the structure and increases the technological and antifriction properties of cast iron in a wide temperature range. Nickel concentration is determined experimentally. With an increase in the nickel content of more than 0.60 wt.%, Metal waste increases, coagulation processes increase, and the content of nonmetallic inclusions along grain boundaries increases, which reduces the stability of plastic properties. When the nickel content is up to 0.08 wt.%, The stability of the antifriction properties is reduced.
Фосфор измельчает структуру сорбитообразного перлита, образует фосфидную эвтектику, повышает технологические и эксплуатационные свойства. При концентрации фосфора до 0,12 мас.% твердость, износостойкость, технологические и эксплуатационные свойства недостаточны, а при увеличении концентрации фосфора более 0,45 мас.% снижается однородность фосфидной эвтектики и структуры чугуна, уменьшается стабильность технологических и эксплуатационных свойств.Phosphorus crushes the structure of sorbitol-like perlite, forms a phosphide eutectic, and improves technological and operational properties. At a phosphorus concentration of up to 0.12 wt.%, Hardness, wear resistance, technological and operational properties are insufficient, and with an increase in phosphorus concentration of more than 0.45 wt.%, The uniformity of the phosphide eutectic and the structure of cast iron decreases, the stability of the technological and operational properties decreases.
Содержание углерода принято в соответствии с практикой производства чугунов с однородной структурой и стабильным коэффициентом трения, а концентрация кремния ограничена пределами 2,1-3,8 мас.%. При повышении содержания кремния более 3,8 мас.% снижается дисперсность графита, уменьшаются хладостойкость, коэффициент трения, механические свойства и их стабильность. Содержание марганца в чугуне повышено до 0,7-1,2 мас.% для увеличения пластических свойств и снижения коэффициента трения, а алюминий принят в количестве 0,01-0,03 мас.%, т.е. в количестве, не снижающем пластические свойства и оказывающем необходимый модифицирующий эффект, способствующий измельчению структуры и стабилизации коэффициента трения.The carbon content is adopted in accordance with the practice of producing cast iron with a uniform structure and a stable coefficient of friction, and the silicon concentration is limited to 2.1-3.8 wt.%. With an increase in silicon content of more than 3.8 wt.%, The dispersion of graphite decreases, cold resistance, friction coefficient, mechanical properties and their stability decrease. The manganese content in cast iron is increased to 0.7-1.2 wt.% To increase the plastic properties and reduce the friction coefficient, and aluminum is adopted in an amount of 0.01-0.03 wt.%, I.e. in an amount that does not reduce the plastic properties and has the necessary modifying effect, contributing to the refinement of the structure and stabilization of the friction coefficient.
Микролегирование сурьмой в количестве 0,002-0,07 мас.% нейтрализует примеси, измельчает структуру и повышает стабильность коэффициента трения и пластических свойств в широком интервале температур. Верхний предел сурьмы 0,07 мас.% ограничен ее низкой растворимостью в чугуне, а при снижении его менее 0,002 мас.% увеличивается износ чугуна.Antimony microalloying in an amount of 0.002-0.07 wt.% Neutralizes impurities, grinds the structure and increases the stability of the friction coefficient and plastic properties over a wide temperature range. The upper limit of antimony is 0.07 wt.% Is limited by its low solubility in cast iron, and with a decrease of less than 0.002 wt.%, The wear of cast iron increases.
Угар микролегирующих добавок составил: сурьмы - 26%, никеля - 14%, кальция - 32% и хрома - 10%.The fumes of microalloying additives amounted to: antimony - 26%, nickel - 14%, calcium - 32% and chromium - 10%.
Механические свойства чугунов определяли по стандартным образцам после отпуска при температуре 360°С в течение двух часов.The mechanical properties of cast irons were determined by standard samples after tempering at a temperature of 360 ° C for two hours.
Как видно из таблицы 2, предлагаемый чугун имеет более высокий уровень механических, технологических и антифрикционных свойств и более стабильные характеристики коэффициента трения, износостойкости и противозадирных свойств, чем у базового антифрикционного чугуна.As can be seen from table 2, the proposed cast iron has a higher level of mechanical, technological and antifriction properties and more stable characteristics of the coefficient of friction, wear resistance and extreme pressure properties than the basic antifriction cast iron.
Использование предлагаемого чугуна в качестве конструкционного материала для маслот уплотнительных колец и для производства деталей, испытывающих в процессе эксплуатации высокие удельные нагрузки, значительно повышает их надежность эксплуатации и дает возможность заменить стальные литые заготовки чугунными и снизить трудоемкость изготовления антифрикционных деталей.The use of the proposed cast iron as a structural material for o-ring seals and for the production of parts experiencing high specific loads during operation significantly increases their operational reliability and makes it possible to replace cast steel billets with cast iron and reduce the complexity of manufacturing antifriction parts.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005135393/02A RU2297468C1 (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Antifriction cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005135393/02A RU2297468C1 (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Antifriction cast iron |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2297468C1 true RU2297468C1 (en) | 2007-04-20 |
Family
ID=38036858
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005135393/02A RU2297468C1 (en) | 2005-11-14 | 2005-11-14 | Antifriction cast iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2297468C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557198C1 (en) * | 2014-09-29 | 2015-07-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Cast iron |
-
2005
- 2005-11-14 RU RU2005135393/02A patent/RU2297468C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2557198C1 (en) * | 2014-09-29 | 2015-07-20 | Юлия Алексеевна Щепочкина | Cast iron |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108950432B (en) | Manufacturing method of high-strength and high-toughness low-alloy wear-resistant steel | |
US20220090243A1 (en) | Hot-work die steel with high toughness at low temperatures and high strength at high temperatures and high hardenability and preparation method thereof | |
CN103484777B (en) | Austenitic manganese steel and preparation method of same | |
RU2297468C1 (en) | Antifriction cast iron | |
RU2337996C1 (en) | High-strength antifrictional cast iron | |
CN114411049B (en) | Low-cost and high-strength ferritic nodular cast iron and preparation method and application thereof | |
RU2448184C2 (en) | Wear-resistant cast iron | |
RU2611624C1 (en) | High-strength alloyed antifriction cast iron | |
RU2409689C1 (en) | Grey bearing cast iron | |
RU2250268C1 (en) | Method of production of ingots made out of mottled cast iron with austenitic-bainite structure | |
RU2615409C2 (en) | High-strength antifriction cast iron | |
RU2527572C1 (en) | Antifriction vast iron | |
RU2203344C2 (en) | Casting steel | |
RU2352675C1 (en) | High-duty bearing cast iron | |
CN110230003B (en) | High-strength low-alloy heat-resistant cast steel material suitable for alpine regions and preparation process thereof | |
RU2345167C1 (en) | Cast iron | |
SU1749310A1 (en) | Low-carbon weld steel | |
RU2479645C1 (en) | Round hot-rolled bar stock | |
CN109280845B (en) | High-strength and high-toughness chromium ductile iron | |
RU2602312C1 (en) | Grey bearing cast iron | |
SU1726547A1 (en) | Copper base alloy | |
RU2718843C1 (en) | High-strength alloyed antifriction cast iron | |
RU2365659C1 (en) | Bearing cast iron | |
RU2681076C1 (en) | Nodular cast iron, eutectic cementite inclusions and bainite-austenitic metal base heat treatment method | |
RU2138576C1 (en) | cast iron |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131115 |