RU2358032C1 - Iron - Google Patents

Iron Download PDF

Info

Publication number
RU2358032C1
RU2358032C1 RU2007143855/02A RU2007143855A RU2358032C1 RU 2358032 C1 RU2358032 C1 RU 2358032C1 RU 2007143855/02 A RU2007143855/02 A RU 2007143855/02A RU 2007143855 A RU2007143855 A RU 2007143855A RU 2358032 C1 RU2358032 C1 RU 2358032C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
iron
shrinkage
cast
calcium
Prior art date
Application number
RU2007143855/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Зиновьев (RU)
Юрий Александрович Зиновьев
Алексей Александрович Колпаков (RU)
Алексей Александрович Колпаков
Ольга Владимировна Ильина (RU)
Ольга Владимировна Ильина
Михаил Павлович Зуев (RU)
Михаил Павлович Зуев
Вячеслав Анатольевич Селихов (RU)
Вячеслав Анатольевич Селихов
Олег Семенович Кривошеев (RU)
Олег Семенович Кривошеев
Валерий Владимирович Гусаров (RU)
Валерий Владимирович Гусаров
Original Assignee
Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ")
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУ ВПО НГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ"), Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет (ГОУ ВПО НГТУ) filed Critical Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ")
Priority to RU2007143855/02A priority Critical patent/RU2358032C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2358032C1 publication Critical patent/RU2358032C1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: iron contains, wt %: carbon 3.85-4.05; silicon 1.95-2.2; manganese to 0.5; chromium to 0.1; magnesium 0.03-0.06; lanthanum 0.001-0.01; calcium 0.002-0.007; aluminium 0.003-0.01; sulphur to 0.022, phosphorus to 0.1; iron - the rest.
EFFECT: eliminating shrinking defects in casts.
3 tbl

Description

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности, к разработке составов высокопрочного чугуна с шаровидным графитом для разностенных сложных отливок.The invention relates to metallurgy of foundry, in particular, to the development of compositions of ductile iron with nodular graphite for complex composite castings.

Широко известны высокопрочные чугуны с шаровидным графитом, содержащие углерод, кремний, марганец, хром, магний и другие элементы, служащие для изготовления литых деталей машин и механизмов. Эти чугуны обладают высокой прочностью и износостойкостью, однако у них высокая склонность к усадке, а следовательно, к образованию усадочных дефектов.Widely known are ductile iron with spheroidal graphite, containing carbon, silicon, manganese, chromium, magnesium and other elements used for the manufacture of cast parts of machines and mechanisms. These cast irons have high strength and wear resistance, however, they have a high tendency to shrink, and therefore to the formation of shrink defects.

Наиболее близким к предлагаемому по составу и достигаемым свойствам является чугун [1] следующего химсостава, мас.%:Closest to the proposed composition and achievable properties is cast iron [1] of the following chemical composition, wt.%:

УглеродCarbon 3,4-3,83.4-3.8 КремнийSilicon 2,1-2,72.1-2.7 МарганецManganese до 0,4up to 0.4 ХромChromium до 0,1up to 0.1 МагнийMagnesium 0,03-0,080.03-0.08 СераSulfur до 0,02up to 0.02 ФосфорPhosphorus до 0,1up to 0.1 ЖелезоIron остальноеrest

Недостатком данного чугуна является большая склонность к образованию усадочных дефектов (раковин и пористости), в особенности у сложных разностенных отливок.The disadvantage of this cast iron is its great tendency to the formation of shrinkage defects (shells and porosity), especially in complex difference castings.

Технической задачей данного изобретения является исключение усадочных дефектов в отливках из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.The technical task of this invention is the elimination of shrinkage defects in castings from ductile iron with nodular graphite.

Технический результат достигается тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, магний, серу и фосфор, дополнительно содержит лантан, кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:The technical result is achieved by the fact that cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, magnesium, sulfur and phosphorus, additionally contains lanthanum, calcium and aluminum in the following ratio of components, wt.%:

УглеродCarbon 3,85-4,053.85-4.05 КремнийSilicon 1,95-2,21.95-2.2 МарганецManganese до 0,5up to 0.5 ХромChromium до 0,1up to 0.1 МагнийMagnesium 0,03-0,060.03-0.06 ЛантанLanthanum 0,001-0,010.001-0.01 КальцийCalcium 0,002-0,0070.002-0.007 АлюминийAluminum 0,003-0,010.003-0.01 СераSulfur до 0,022up to 0.022 ФосфорPhosphorus до 0,1up to 0.1 ЖелезоIron остальноеrest

Аналогов, содержащих отличительные признаки предлагаемого технического решения не обнаружено. На ОАО «ГАЗ» в условиях литейной лаборатории были проведены опытные сравнительные плавки с известным и предложенным чугунами.Analogues containing the hallmarks of the proposed technical solution was not found. At GAZ OJSC, in the conditions of a foundry laboratory, experimental comparative melts were carried out with the known and proposed cast irons.

Чугун выплавляли в редукционной печи ИСТ-016 с кислой футеровкой, В качестве пикты использовали чушковые передельные чугуны, возврат чугуна ВЧ50, отходы стали и ферросплавы. Лантан, кальций и алюминий вводили в виде отдельных ферросплавов.Cast iron was smelted in an IST-016 reduction furnace with acid lining. Pig cast iron, VCh50 cast iron return, steel waste and ferroalloys were used as picts. Lanthanum, calcium and aluminum were introduced as separate ferroalloys.

Металл перегревали в печи до 1500°С и заливали стержневые пробы на объемную усадку с внутриформенным модифицированием. Количество модификатора в реакционной камере пробы на усадку - 40 г (1,25%), фракции 1-5 мм. Известный чугун получали модифицированием в форме ФСМг5 (Si - 52%; Mg - 5,6%.The metal was overheated in an oven to 1500 ° C and core samples were poured into volumetric shrinkage with intraform modification. The amount of modifier in the reaction chamber of the shrink sample is 40 g (1.25%), fractions 1-5 mm. Known cast iron was obtained by modification in the form of FSMg5 (Si - 52%; Mg - 5.6%.

Химсостав чугунов из печи приведен в таблице № 1.The chemical composition of cast iron from the furnace is shown in table No. 1.

таблица №1table number 1 № пробыSample number СFROM SiSi MnMn CrCr PP SS 1one 3,923.92 1,61,6 0,320.32 0,0360,036 0,0570,057 0,0120.012 22 3,933.93 1,591,59 0,340.34 0,0350,035 0,0580.058 0,0140.014

Химсостав предлагаемого и известного чугунов из проб на усадку после внутриформенного модифицирования приведен в таблице №2. The chemical composition of the proposed and well-known cast irons from samples for shrinkage after intraformal modification is shown in table No. 2.

Микроструктура и твердость чугунов определялись из проб на усадку (представлены в таблице №3). The microstructure and hardness of cast irons were determined from samples for shrinkage (presented in table No. 3).

таблица №2table number 2 Чугун №Cast Iron No. СFROM SiSi MnMn CrCr MgMg LaLa CaCa AlAl PP SS Предлагаемый
1
Proposed
one
3,803.80 2,252.25 0,320.32 0,0360,036 0,0420,042 0,00090,0009 0,0010.001 0,0020.002 0,0570,057 0,0120.012
22 3,853.85 2,202.20 0,330.33 0,0370,037 0,0430,043 0,0010.001 0,0020.002 0,0030.003 0,0580.058 0,0140.014 33 3,953.95 2,12.1 0,320.32 0,0350,035 0,0440,044 0,0030.003 0,0040.004 0,0070.007 0,0570,057 0,0120.012 4four 4,054.05 1,951.95 0,340.34 0,0380,038 0,0430,043 0,010.01 0,0070.007 0,010.01 0,0590.059 0,0140.014 55 4,14.1 1,81.8 0,330.33 0,0350,035 0,0480,048 0,0150.015 0,0080.008 0,0150.015 0,0570,057 0,0120.012 66 3,853.85 2,22.2 0,330.33 0,0370,037 0,0420,042 0,0010.001 -- 0,0030.003 0,0570,057 0,0120.012 77 3,93.9 2,192.19 0,320.32 0,0360,036 0,0410,041 -- 0,0020.002 0,0030.003 0,0580.058 0,0140.014 88 3,953.95 2,122.12 0,310.31 0,0350,035 0,0430,043 0,0010.001 0,0020.002 -- 0,0560.056 0,0120.012 ИзвестныйFamous 3,783.78 2,12.1 0,350.35 0,0370,037 0,0410,041 -- -- -- 0,0590.059 0,0120.012 99 1010 3,803.80 2,22.2 0,340.34 0,0400,040 0,0460,046 -- -- -- 0,0560.056 0,0140.014 таблица №3table number 3 Чугун №Cast Iron No. Микроструктура по ГОСТ 3443-87Microstructure according to GOST 3443-87 Твердость, НВHardness, HB Усадка, %Shrink% 1one 22 33 4four 1one ШГф4,3, ВГф3-Шгд25, 45-ШГр2-ШГ12 П8(Фе92)ShGf4.3, VGf3-Shgd25, 45-ShGr2-ShG12 P8 (Fe92) 150-170150-170 1,78-1,951.78-1.95 2-42-4 ШГф5-Шгд15,25 - ШГр1-ШП12 П6(Фе94)ShGf5-Shgd15.25 - ShGr1-ShP12 P6 (Fe94) 140-155140-155 1,66-1,691.66-1.69 55 ШГф5-Шгд15, 25-ШГр1-ШГ12 П10(Фе90), имеются пленыShGf5-Shgd15, 25-ShGr1-ShG12 P10 (Fe90), there are captives 140-160140-160 1,97-2,451.97-2.45 66 ШГф5-Шгд15, 25-ШГр1-ШГ12 П15(Фе85)ShGf5-Shgd15, 25-ShGr1-ShG12 P15 (Fe85) 176176 3,23.2 77 ШГф4, 3-Шгд25, 45-ШГр2-ШГ12 П30(Фе70)ShGf4, 3-Shgd25, 45-ShGr2-ShG12 P30 (Fe70) 192192 3,83.8 88 ШГф4, 5-Шгд15, 25-ШГр1-ШП2 П20(Фе80)ShGf4, 5-Shgd15, 25-ShGr1-ShP2 P20 (Fe80) 183183 3,03.0 9-109-10 ШГф5, 4, 3-Шгд25, 45-ШГр2-ШГ10 П10(Фе90)ShGf5, 4, 3-Shgd25, 45-ShGr2-ShG10 P10 (Fe90) 150-170150-170 3,4-4,63.4-4.6

Предлагаемое количество лантана, кальция и алюминия (чугун №2-4, табл.2) обеспечивает максимальный эффект повышения температуры расплава за счет их взаимодействия с серой и кислородом чугуна, что улучшает растворимость модификатора, очищает границы зерен, дает максимальный графитизирующий эффект и минимальную усадку (столбец 4, чугуны 2-4, таблица №3).The proposed amount of lanthanum, calcium and aluminum (cast iron No. 2-4, Table 2) provides the maximum effect of increasing the temperature of the melt due to their interaction with sulfur and oxygen of cast iron, which improves the solubility of the modifier, cleans the grain boundaries, gives the maximum graphitizing effect and minimal shrinkage (column 4, cast iron 2-4, table No. 3).

При повышении суммарного содержания лантана, кальция, алюминия (чугун 5, табл.3) модификатор плохо усваивается, графита выделяется меньше, увеличивается количество неметаллических включений, усадка увеличивается.With an increase in the total content of lanthanum, calcium, and aluminum (cast iron 5, Table 3), the modifier is poorly absorbed, less graphite is released, the number of nonmetallic inclusions increases, and shrinkage increases.

Снижение содержания этих элементов (чугун №1, табл.№3) не обеспечивает модификатору хорошей десульфурирующей способности, что также не позволяет получить при обработке высокосернистого чугуна, графит полностью сфероидальной формы.The decrease in the content of these elements (cast iron No. 1, table No. 3) does not provide the modifier with a good desulfurizing ability, which also does not allow to obtain, when processing high-sulfur cast iron, graphite of a completely spheroidal shape.

При содержании углерода и кремния в пределах, указанных в чугунах №2-4, табл.№2, усадка сплава наименьшая (чугуны №2-4, табл.3).When the carbon and silicon contents are within the limits indicated in cast iron No. 2-4, table No. 2, the shrinkage of the alloy is the smallest (cast iron No. 2-4, table 3).

При меньшем содержании углерода и кремния (чугун №1, табл.№2) жидкотекучесть чугуна уменьшается [2] и усадка увеличивается (чугун №1, таблица №3).With a lower content of carbon and silicon (cast iron No. 1, table No. 2), the fluidity of cast iron decreases [2] and shrinkage increases (cast iron No. 1, table No. 3).

При большем содержании углерода и кремния (чугун №5, таблица №2) происходит флотация графита и образование плен и усадка чугуна увеличивается (чугун №5, табл.3).With a higher content of carbon and silicon (cast iron No. 5, table No. 2), graphite flotation occurs and the formation of captives and shrinkage of cast iron increases (cast iron No. 5, table 3).

В известном чугуне (чугуны №9,10, табл.№2) без добавок La, Са, Al усадка резко возрастает (чугуны №9, 10, табл.№3).In the known cast iron (cast iron No. 9,10, table No. 2) without the addition of La, Ca, Al, the shrinkage increases sharply (cast iron No. 9, 10, table No. 3).

Отлитые в литейном цехе ступицы заднего колеса с предложенным химсоставом (чугун №2-4, табл.3) усадочных дефектов не имели. Ранее отливаемые ступицы из известного чугуна (чугуны №9-10, табл.3) после мехобработки в механическом цехе имели усадочные дефекты на рабочей части детали и забраковывались.The rear wheel hubs cast in the foundry with the proposed chemical composition (cast iron No. 2-4, Table 3) had no shrinkage defects. Hubs previously cast from famous cast iron (cast iron No. 9-10, Table 3) after machining in the machine shop had shrinkage defects on the working part of the part and were rejected.

Эффект уменьшения усадки высокопрочного чугуна (чугуны №2-4, табл.№3) и исключение усадочных дефектов на отливках получается только при совместном вводе лантана, кальция, алюминия и других элементов в указанных пределах (чугуны 2-4, табл.2). Отдельный ввод этих элементов (лантана кальция и алюминия, чугуны №6, 7, 8, табл.2) снижения усадки не дал (чугуны 6, 7, 8, табл.3).The effect of reducing the shrinkage of ductile iron (cast iron No. 2-4, table No. 3) and the exclusion of shrinkage defects on castings is obtained only with the combined introduction of lanthanum, calcium, aluminum and other elements within the specified limits (cast iron 2-4, table 2). A separate input of these elements (calcium and aluminum lanthanum, cast iron No. 6, 7, 8, Table 2) did not reduce shrinkage (cast iron 6, 7, 8, Table 3).

Список литературыBibliography

1. «Справочник по чугунному литью» под редакцией Н.Г.Гиршовича, Л., Машиностроение, 1978 г., стр.670-672.1. "Guide to iron casting" edited by N. G. Girshovich, L., Engineering, 1978, pp. 670-672.

2. И.В.Гаврилин «Предусадочное расширение как следствие внутреннего давления в металлах и сплавах», ж. «Металлургия машиностроения», №6(9). 2002.2. IV Gavrilin "Pre-expansion as a result of internal pressure in metals and alloys", g. “Metallurgy of mechanical engineering”, No. 6 (9). 2002.

Claims (1)

Чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, магний, серу, фосфор и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит лантан, кальций и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод 3,85-4,05 Кремний 1,95-2,2 Марганец До 0,5 Хром До 0,1 Магний 0,03-0,06 Лантан 0,001-0,01 Кальций 0,002-0,007 Алюминий 0,003-0,01 Сера До 0,022 Фосфор До 0,1 Железо Остальное
Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, magnesium, sulfur, phosphorus and iron, characterized in that it additionally contains lanthanum, calcium and aluminum in the following ratio, wt.%:
Carbon 3.85-4.05 Silicon 1.95-2.2 Manganese Up to 0.5 Chromium Up to 0.1 Magnesium 0.03-0.06 Lanthanum 0.001-0.01 Calcium 0.002-0.007 Aluminum 0.003-0.01 Sulfur Up to 0.022 Phosphorus Up to 0.1 Iron Rest
RU2007143855/02A 2007-11-26 2007-11-26 Iron RU2358032C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143855/02A RU2358032C1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007143855/02A RU2358032C1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2358032C1 true RU2358032C1 (en) 2009-06-10

Family

ID=41024731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007143855/02A RU2358032C1 (en) 2007-11-26 2007-11-26 Iron

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358032C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605397C2 (en) * 2015-04-29 2016-12-20 Открытое акционерное общество "Транспневматика" Cast iron for disc brakes rims

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2605397C2 (en) * 2015-04-29 2016-12-20 Открытое акционерное общество "Транспневматика" Cast iron for disc brakes rims

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1606427B1 (en) Grey cast iron for engine cylinder block and cylinder head
KR101822201B1 (en) High strength flake graphite iron using rare earth element and preparation method thereof
RU2358032C1 (en) Iron
RU2337996C1 (en) High-strength antifrictional cast iron
RU2365660C1 (en) Cast iron
RU2413026C1 (en) High strength iron
RU2611624C1 (en) High-strength alloyed antifriction cast iron
RU2581542C1 (en) High-strength antifriction iron
RU2615409C2 (en) High-strength antifriction cast iron
SU1691419A1 (en) Cast iron
RU2326178C1 (en) Grey friction cast iron
RU2212467C2 (en) Antifriction cast iron
RU2299923C1 (en) Cast iron
RU2751503C1 (en) Modifier
JP2014189824A (en) Component for elevator
RU2226570C2 (en) Steel modifier
RU2718843C1 (en) High-strength alloyed antifriction cast iron
RU2327773C2 (en) Iron
RU2718849C1 (en) Nonmagnetic iron
SU631553A1 (en) Inoculant for treatment of hypereutectic silumins
SU931784A1 (en) Cast iron
RU2267549C1 (en) Anti-frictional cast iron
RU2306356C1 (en) Cast iron
SU1068527A1 (en) Cast iron
RU2096515C1 (en) Antifriction cast iron