RU2430182C2 - Heat-resistant cast iron alloy and its use - Google Patents

Heat-resistant cast iron alloy and its use Download PDF

Info

Publication number
RU2430182C2
RU2430182C2 RU2009106999A RU2009106999A RU2430182C2 RU 2430182 C2 RU2430182 C2 RU 2430182C2 RU 2009106999 A RU2009106999 A RU 2009106999A RU 2009106999 A RU2009106999 A RU 2009106999A RU 2430182 C2 RU2430182 C2 RU 2430182C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
iron alloy
resistant cast
temperature
alloy according
Prior art date
Application number
RU2009106999A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009106999A (en
Inventor
Асгер КАРЛССОН (DK)
Асгер Карлссон
СТАГЕ Расмус КИРКЕГОРД (DK)
СТАГЕ Расмус КИРКЕГОРД
Original Assignee
Флсмидт А/С
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 Флсмидт А/С filed Critical Флсмидт А/С
Publication of RU2009106999A publication Critical patent/RU2009106999A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2430182C2 publication Critical patent/RU2430182C2/en

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C22C37/08—Cast-iron alloys containing chromium with nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Carbon Steel Or Casting Steel Manufacturing (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: heat resistant cast iron alloy contains the following, wt %: chrome 15.0-20.0; carbon 1.0-2.0; manganese 1.5-2.0; silicon 0.8-1.2; nickel 8.0-10.0; molybdenum 0.8-1.2; residue includes iron and inevitable metallic and non-metallic contaminants. At that, non-metallic contaminants include nitrogen, oxygen, phosphorus and sulphur.
EFFECT: cast iron alloy has increased wear resistance and reduced tendency to formation of sigma-phase during heating.
8 cl

Description

Настоящее изобретение относится к температуростойкому чугунному сплаву, обладающему высокой износостойкостью при температурах от 500 до 900°С.The present invention relates to a heat-resistant cast iron alloy having high wear resistance at temperatures from 500 to 900 ° C.

Во многих отраслях промышленности используют станки, включающие детали механизмов, подвергающиеся значительному износу при относительно высоких температурах, превышающих 500°С. Например, в цементной промышленности для охлаждения цементного клинкера применяют так называемый холодильник для клинкера, в который клинкер направляют после обработки в обжиговой печи, проводимой при температуре, составляющей от 1300 до 1450°С. Цементный клинкер пропускают через холодильник для клинкера при помощи подходящих средств транспортировки, которые обычно изготовлены в виде некоторых элементов, совершающих возвратно-поступательное движение в направлении транспортировки цементного клинкера, и, таким образом, подвергаются значительному износу при температурах от 500 до 900°С.In many industries, machines are used that include parts of mechanisms that undergo significant wear at relatively high temperatures in excess of 500 ° C. For example, in the cement industry, the so-called clinker cooler is used to cool the cement clinker, into which the clinker is sent after treatment in a kiln, carried out at a temperature of 1300 to 1450 ° C. The cement clinker is passed through the clinker refrigerator using suitable conveying means, which are usually made in the form of some elements that reciprocate in the direction of transportation of the cement clinker, and thus undergo significant wear at temperatures from 500 to 900 ° C.

В патентной заявке WO 2004/104253 описан износостойкий чугунный сплав, состав которого указан ниже, мас.%:Patent application WO 2004/104253 describes a wear-resistant cast iron alloy, the composition of which is indicated below, wt.%:

хром: 12-25chrome: 12-25

углерод: 1,5-6carbon: 1.5-6

марганец: 2-7Manganese: 2-7

кремний: до 1,5silicon: up to 1.5

молибден: до 2molybdenum: up to 2

никель: до 4,nickel: up to 4,

микролегирующие элементы, выбираемые из группы, состоящей из титана, циркония, ниобия, бора, ванадия и вольфрама: до 2% каждого из перечисленных элементов или нескольких из перечисленных элементов, и остаток составляет железо.microalloying elements selected from the group consisting of titanium, zirconium, niobium, boron, vanadium and tungsten: up to 2% of each of the listed elements or several of the listed elements, and the remainder is iron.

В соответствии с указанной заявкой, для придания сплаву мартенситной основы, его подвергают тепловой обработке. Основа этого типа обладает высокой твердостью и хрупкостью, и детали механизмов, изготовленные из такого материала, имеют тенденцию к образованию трещин под действием ударной нагрузки или сотрясений. Кроме того, этому типу основы не хватает термической стабильности, поскольку она размягчается при температурах свыше 400°С.In accordance with this application, to give the alloy a martensitic base, it is subjected to heat treatment. A base of this type has high hardness and brittleness, and the details of mechanisms made of such a material tend to crack under the influence of shock or shock. In addition, this type of substrate lacks thermal stability, since it softens at temperatures above 400 ° C.

Заявитель настоящей патентной заявки также проводил работу с чугунным сплавом, изготовляемым согласно Европейскому стандарту 10295 (2002), материал G-X40 CrNiSi25-12, материал Nо.:1.4837, состав которого указан ниже, мас.%:The applicant of this patent application also carried out work with a cast iron alloy manufactured in accordance with European Standard 10295 (2002), material G-X40 CrNiSi25-12, material No .: 1.4837, the composition of which is indicated below, wt.%:

хром: 24,0-27,0chrome: 24.0-27.0

углерод: 0,3-0,5carbon: 0.3-0.5

марганец: до 2,0Manganese: up to 2.0

кремний: до 1,0-2,5silicon: up to 1.0-2.5

молибден: до 0,5molybdenum: up to 0.5

никель: до 11,0-14,0nickel: up to 11.0-14.0

фосфор: до 0,040% иphosphorus: up to 0.040% and

сера: до 0,030,sulfur: up to 0.030,

и с модифицированным вариантом этого сплава, состав которого указан ниже, мас.%:and with a modified version of this alloy, the composition of which is indicated below, wt.%:

хром: 24,0-26,0chrome: 24.0-26.0

углерод: 0,7-0,9carbon: 0.7-0.9

марганец: 0,6-1,0Manganese: 0.6-1.0

кремний: 1,5-2,0 иsilicon: 1.5-2.0 and

никель: 2,5-3,5%.nickel: 2.5-3.5%.

Работа с этими двумя материалами показала, что после продолжительного нагревания до температур, составляющих от 500 до 900°С, оба материала имеют тенденцию к образованию сигма-фазы, которая представляет собой хрупкую интерметаллическую фазу, состоящую из равных частей железа и хрома, и следовательно, оба материала будут хрупкими и не будут обладать особой износостойкостью.Work with these two materials showed that after prolonged heating to temperatures ranging from 500 to 900 ° C, both materials tend to form a sigma phase, which is a brittle intermetallic phase consisting of equal parts of iron and chromium, and therefore both materials will be brittle and will not have particular wear resistance.

Цель настоящего изобретения состоит в предоставлении чугунного сплава, имеющего повышенную износостойкость и пониженную тенденцию к образованию сигма-фазы при температурах от 500 до 900°С по сравнению с используемыми в настоящее время чугунными сплавами.The purpose of the present invention is to provide a cast iron alloy having increased wear resistance and a reduced tendency to form a sigma phase at temperatures from 500 to 900 ° C compared with currently used cast iron alloys.

Согласно настоящему изобретению указанная цель может быть достигнута при использовании чугунного сплава, предлагаемого согласно настоящему изобретению, состав которого указан ниже, мас.%:According to the present invention, this goal can be achieved by using the cast iron alloy proposed according to the present invention, the composition of which is indicated below, wt.%:

хром: 15,0-20,0chrome: 15.0-20.0

углерод: 1,0-2,0carbon: 1.0-2.0

марганец: 1,5-2,0Manganese: 1.5-2.0

кремний: 0,8-1,2silicon: 0.8-1.2

никель: 8,0-10,0nickel: 8.0-10.0

молибден: 0,8-1,2,molybdenum: 0.8-1.2,

остаток составляют железо и неизбежные металлические и неметаллические загрязняющие примеси; при этом неметаллические загрязняющие примеси включают азот, кислород, фосфор и серу.the remainder is iron and inevitable metallic and non-metallic contaminants; non-metallic contaminants include nitrogen, oxygen, phosphorus and sulfur.

Таким образом, получают чугунный сплав, который, по сравнению с вышеуказанными известными чугунными сплавами, имеет повышенную износостойкость и пониженную тенденцию к образованию сигма-фазы при нагревании до температур от 500 до 900°С.Thus, a cast iron alloy is obtained, which, in comparison with the above-mentioned known cast iron alloys, has increased wear resistance and a reduced tendency to form a sigma phase when heated to temperatures from 500 to 900 ° C.

Лабораторные эксперименты, проводимые заявителем настоящей патентной заявки, показали, что сплав, предлагаемый согласно настоящему изобретению, имеет гораздо более высокие характеристики износостойкости по сравнению с упомянутым выше сплавом, изготовляемым согласно Европейскому стандарту 10295, и также упомянутым модифицированным вариантом указанного сплава. Результаты испытаний показывают, что износостойкость сплава, предлагаемого согласно настоящему изобретению, приблизительно в четыре раза выше износостойкости сплава, изготовляемого согласно Европейскому стандарту 10295, и в два раза выше износостойкости модифицированного варианта этого сплава. Повышенная износостойкость в основном обусловлена оптимизацией соотношения углерод-хром, которая приводит к образованию оптимальной концентрации карбидов хрома, которые составляют износостойкий компонент сплава.Laboratory experiments carried out by the applicant of the present patent application showed that the alloy according to the present invention has much higher wear resistance compared to the above alloy manufactured according to European Standard 10295 and also the mentioned modified version of said alloy. The test results show that the wear resistance of the alloy proposed according to the present invention is approximately four times higher than the wear resistance of the alloy manufactured according to European standard 10295, and two times higher than the wear resistance of a modified version of this alloy. The increased wear resistance is mainly due to the optimization of the carbon-chromium ratio, which leads to the formation of an optimal concentration of chromium carbides, which make up the wear-resistant component of the alloy.

Кроме того, лабораторные эксперименты, во время которых сплав, предлагаемый согласно настоящему изобретению, подвергали тепловой обработке при температуре 500°С в течение 8 недель с последующим исследованием под микроскопом, показали, что сплав обладает значительной тепловой стабильностью - вывод, основанный на отсутствии каких-либо проявлений образования сигма-фазы.In addition, laboratory experiments, during which the alloy proposed according to the present invention, was subjected to heat treatment at a temperature of 500 ° C for 8 weeks, followed by examination under a microscope, showed that the alloy has significant thermal stability - a conclusion based on the absence of any or manifestations of the formation of a sigma phase.

Во избежание значительного ухудшения механических характеристик чугунного сплава, неметаллические загрязняющие примеси, включающие азот, кислород, фосфор и серу, не должны превышать максимальных значений, указанных ниже: максимум 0,020 N, максимум 10 частей на миллион О, максимум 0,040 Р и максимум 0,030 S.In order to avoid a significant deterioration in the mechanical characteristics of the cast iron alloy, non-metallic contaminants, including nitrogen, oxygen, phosphorus and sulfur, should not exceed the maximum values indicated below: a maximum of 0.020 N, a maximum of 10 parts per million O, a maximum of 0.040 P and a maximum of 0.030 S.

Чугунный сплав, предлагаемый согласно настоящему изобретению, предпочтительно включает 16,5-19,5 мас.% хрома, наиболее предпочтительно 17,0-19,0 мас.% хрома.The cast iron alloy according to the present invention preferably comprises 16.5-19.5 wt.% Chromium, most preferably 17.0-19.0 wt.% Chromium.

Кроме того, чугунный сплав, предлагаемый согласно настоящему изобретению, предпочтительно включает 1,25-1,85 мас.% углерода, наиболее предпочтительно 1,5-1,7 мас.% углерода.In addition, the cast iron alloy according to the present invention preferably comprises 1.25-1.85 wt.% Carbon, most preferably 1.5-1.7 wt.% Carbon.

Чугунный сплав, предлагаемый согласно настоящему изобретению, предпочтительно имеет аустенитную основу.The cast iron alloy of the present invention preferably has an austenitic base.

Чугунный сплав может быть произведен и отлит в виде заготовок при помощи известных способов.Cast iron alloy can be produced and cast in the form of blanks using known methods.

Описанный чугунный сплав особенно пригоден для изготовления деталей механизмов, применяемых в холодильниках для клинкера, используемых для охлаждения цементного клинкера.The described cast iron alloy is particularly suitable for the manufacture of mechanical parts used in clinker refrigerators used to cool cement clinker.

Claims (7)

1. Температуростойкий чугунный сплав, имеющий высокую износостойкость при температурах от 500°С до 900°С, отличающийся тем, что он имеет следующий состав, мас.%:
хром 15,0-20,0 углерод 1,0-2,0 марганец 1,5-2,0 кремний 0,8-1,2 никель 8,0-10,0 молибден 0,8-1,2,

остаток составляют железо и неизбежные металлические и неметаллические загрязняющие примеси, при этом неметаллические загрязняющие примеси включают азот, кислород, фосфор и серу.1. Temperature resistant cast iron alloy having high wear resistance at temperatures from 500 ° C to 900 ° C, characterized in that it has the following composition, wt.%:
chromium 15.0-20.0 carbon 1.0-2.0 manganese 1.5-2.0 silicon 0.8-1.2 nickel 8.0-10.0 molybdenum 0.8-1.2

the remainder is iron and inevitable metallic and non-metallic contaminants, while non-metallic contaminants include nitrogen, oxygen, phosphorus and sulfur. 2. Температуростойкий чугунный сплав по п.1, отличающийся тем, что он включает 16,5-19,5 мас.% хрома.2. The temperature-resistant cast iron alloy according to claim 1, characterized in that it comprises 16.5-19.5 wt.% Chromium. 3. Температуростойкий чугунный сплав по п.2, отличающийся тем, что он включает 17,0-19,0 мас.% хрома.3. The temperature-resistant cast iron alloy according to claim 2, characterized in that it comprises 17.0-19.0 wt.% Chromium. 4. Температуростойкий чугунный сплав по п.1, отличающийся тем, что он включает 1,25-1,85 мас.% углерода.4. The temperature-resistant cast iron alloy according to claim 1, characterized in that it comprises 1.25-1.85 wt.% Carbon. 5. Температуростойкий чугунный сплав по п.4, отличающийся тем, что он включает 1,5-1,7 мас.% углерода.5. The temperature-resistant cast iron alloy according to claim 4, characterized in that it comprises 1.5-1.7 wt.% Carbon. 6. Температуростойкий чугунный сплав по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что он имеет аустенитную основу.6. The temperature-resistant cast iron alloy according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it has an austenitic base. 7. Применение чугунного сплава по любому из пп.1-6 для изготовления деталей механизмов, применяемых в холодильниках для клинкера, используемых для охлаждения цементного клинкера. 7. The use of the cast iron alloy according to any one of claims 1 to 6 for the manufacture of mechanical parts used in clinker coolers used to cool cement clinker.
RU2009106999A 2006-09-08 2007-06-12 Heat-resistant cast iron alloy and its use RU2430182C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DKPA200601155A DK176960B1 (en) 2006-09-08 2006-09-08 Temperature stable cast iron alloy and its use
DKPA200601155 2006-09-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009106999A RU2009106999A (en) 2010-10-20
RU2430182C2 true RU2430182C2 (en) 2011-09-27

Family

ID=39156875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009106999A RU2430182C2 (en) 2006-09-08 2007-06-12 Heat-resistant cast iron alloy and its use

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20110042051A1 (en)
EP (1) EP2059622A1 (en)
CN (1) CN101512031B (en)
BR (1) BRPI0716636B1 (en)
DK (1) DK176960B1 (en)
MX (1) MX2009002119A (en)
RU (1) RU2430182C2 (en)
UA (1) UA93557C2 (en)
WO (1) WO2008029305A1 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102230123B (en) * 2011-06-17 2013-10-02 湖南长高新材料股份有限公司 Chromium-based modified wear-resistant cast iron and preparation method thereof
CN103741011A (en) * 2013-12-27 2014-04-23 黄忠波 Cast iron alloy with high wear resistance and temperature stability
CN103741015A (en) * 2013-12-27 2014-04-23 黄忠波 Cast iron alloy with high wear resistance and high-temperature stability
IT201900012738A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-24 Freni Brembo Spa CAST IRON, ESPECIALLY FOR DISC BRAKE COMPONENTS
EA037998B1 (en) * 2020-01-10 2021-06-22 Физули Расул оглы Расулов Alloyed material for obtaining wear-resistant and corrosion-resistant parts

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3543413A (en) * 1968-12-18 1970-12-01 Hanford Foundry Co Removable clinker cooler grate plates and support frame therefor
DE2818734A1 (en) * 1978-04-28 1979-10-31 Wahl Verschleiss Tech Low cost armour plating - comprises chilled cast iron layers opt. contg. hard inserts
US4477283A (en) * 1981-07-21 1984-10-16 Eddie K. Wilson, Sr. Process and apparatus for producing hydraulic cements
CN1027548C (en) * 1989-05-06 1995-02-01 机械电子工业部沈阳铸造研究所 Anti-abrasive and anti-corrosive austenic cast iron and its producing technology
US5202087A (en) * 1992-07-31 1993-04-13 The Carondelet Corporation Cement cooler grate alloy
CN1028376C (en) * 1993-06-11 1995-05-10 山东省冶金研究所 Low-carbon nigh Cr cast iron wear-resisting material
US5674449A (en) * 1995-05-25 1997-10-07 Winsert, Inc. Iron base alloys for internal combustion engine valve seat inserts, and the like
AU2003902535A0 (en) * 2003-05-22 2003-06-05 Weir Warman Ltd Wear resistant cast iron

Also Published As

Publication number Publication date
DK200601155A (en) 2008-03-09
BRPI0716636A2 (en) 2012-12-25
MX2009002119A (en) 2009-03-09
WO2008029305A1 (en) 2008-03-13
US20110042051A1 (en) 2011-02-24
RU2009106999A (en) 2010-10-20
CN101512031B (en) 2010-12-08
UA93557C2 (en) 2011-02-25
CN101512031A (en) 2009-08-19
DK176960B1 (en) 2010-07-26
EP2059622A1 (en) 2009-05-20
BRPI0716636B1 (en) 2014-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102197204B1 (en) High-chromium heat-resistant steel
JP4666388B2 (en) Heat-resistant and wear-resistant high Cr cast iron
RU2430182C2 (en) Heat-resistant cast iron alloy and its use
JP2011219801A (en) Austenitic heat-resistant cast steel
JP2019501280A (en) Industrial steel materials having a bainite structure, forged parts produced from the steel materials, and methods for producing forged parts
RU2430183C2 (en) Heat-resistant cast iron alloy and use of above alloy
JP5046398B2 (en) High nitrogen martensitic stainless steel
JP2005314810A (en) Steel for induction hardening
JP2017078198A (en) Heat-resistant wear-resistant cast iron
RU2307193C1 (en) Steel
TW202033788A (en) Low phosphorus, zirconium micro-alloyed, fracture resistant steel alloys
RU2338808C1 (en) High speed steel
RU2318064C1 (en) Steel
RU2371505C1 (en) Cast iron
RU2339729C2 (en) Tool steel
RU2327772C2 (en) Iron
RU2345167C1 (en) Cast iron
RU2307201C1 (en) Steel
RU2311483C1 (en) Steel
RU2326968C2 (en) Iron
KR101622823B1 (en) Bearing and method of manufacturing the same
RU2326966C2 (en) Iron
RU2304631C1 (en) Steel
RU2304630C1 (en) Cast iron
RU2312921C1 (en) Steel

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150613