SU1035085A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1035085A1
SU1035085A1 SU823416366A SU3416366A SU1035085A1 SU 1035085 A1 SU1035085 A1 SU 1035085A1 SU 823416366 A SU823416366 A SU 823416366A SU 3416366 A SU3416366 A SU 3416366A SU 1035085 A1 SU1035085 A1 SU 1035085A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
cast iron
barium
copper
aluminum
Prior art date
Application number
SU823416366A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Александрович Чепыжов
Семен Наумович Леках
Валентин Михайлович Королев
Виктор Иванович Пензя
Александр Константинович Мухлаев
Юрий Иванович Котельников
Юрий Петрович Белый
Original Assignee
Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
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 Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт filed Critical Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU823416366A priority Critical patent/SU1035085A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1035085A1 publication Critical patent/SU1035085A1/en

Links

Landscapes

  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, ванадий, медь, титан и железо , отличающийс  тем, что, с целью повышени  износостойкости чугуна и выравнивани  его струк-. туры и твердости по сечению в тонкостенных отливках, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонейтов,#мас.%: 2,9-3,5 Углерод 1,8-2,6 Кремний 0,6-1,0 Марганец 0,15-0,45 Хром 0,1-0,4 Никель 0,005-0,020 Алюминий 0,07-0,30 Ванадий 0,5-1,2 Медь . 0,03-0,08 Титан 0,005-0,020 Барий Остальное ЖелезоA CAST IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, aluminum, vanadium, copper, titanium and iron, characterized in that, in order to improve the wear resistance of the iron and its structure. tours and hardness across the section in thin-walled castings, it additionally contains barium in the following ratio of components, # wt.%: 2.9-3.5 Carbon 1.8-2.6 Silicon 0.6-1.0 Manganese 0.15 -0.45 Chromium 0.1-0.4 Nickel 0.005-0.020 Aluminum 0.07-0.30 Vanadium 0.5-1.2 Copper. 0.03-0.08 Titanium 0.005-0.020 Barium Else Iron

Description

э : :лe:: l

оabout

00 СП Изобретение относитс  к металл гии, в,частности к изысканию сост вов чугунов дл  получени  отливок работающих в услови х трени . Известен чугун l, содержащий компоненты в следующем соотношении мае.%: Углерод 2.8-3,3 Кремний 0,5-1,2 Марганец 0,5-0,8 Церий 0,04-0,08 Иттрий 0,02-0,07 Железо Остальное В литом состо нии известный чуг имеет предел прочности при изгибе 48-55 кгс/мм . Недостатками этого чугуна  вл ю с  низкие жидкотекучесть, износост кость, термостойкость и высока  склонность к отбелу. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае мому результату . вл етс  чугун 2 содержащий, мас..%: Углерод 2,9-3,5 Кремний 1,8-2,6 Марганец 0,4-0,8 Хром 0,15-0,40 Никель 0,1-0,4 Алюминий 0,005-0,020 Ванадий 0,1-0,3 Церий 0,005-0,020 Медь0,02-0,30 Титан 0,03-0,10 Железо Остальное Известный чугун обладает достат но высокой прочностью при раст жен до 2В кгс/мм и не склонен к образ ванию отбела в тонких сечени х отл вок, получаемых в песчаные формы. Однако известный чугун не обес печивает требуемую структуру по се чению тонкостенных кокильных отливок . В наружных, быстроохлаждаемых поверхност х отливок, прилегак цих к кокилю, в структуре чугуНа наблю даютс , междендритный графит и первичный цементит, что затрудн ет об батываемость отливок. На внутренней поверхности отливки, выполн емой стержнем, в структуре чугуна имеетс  около 20% феррита, что не допускаетс  дл  ответственных дета лей, в частности гильз двигателей внутреннего сгорани . Цель изобретени  - повышение из носостойкости чугуна и выравнивани его структуры и твердости по сечен в тонкостенных отливках. .Указанна  цель достигаетс  тем, что чугун, содержащий углерод, крем ний, марганец, хром, никель, алюми .ний, ванадий, медь, титан и железо дополнительно содержит барий при следующием соотношении компонентов мас.%: Углерод 2,9-3,5 Кремний 1,8-2,6 Марганец 0,6-1,0 0,15-0,45 Никель 0,1-0,4 АЛЮМИНИЙ 0,005-0,020 . 0,07-6,30 Ванадий Медь 0,5-1,2 Титан 0,03-0,08 Барий 0,005-0,020 Железо Остальное Содержание углерода (2,9%) и кремний ,(1,6%)установлено исход  из того , чтобы в структуре чугуна не было эвтектического цементита и сплав Имел хорошую жидкотекучесть. Верхние пределы по углероду (3,5%) и кремнию (2,6%) установлены,исход  из того, чтобы чугун кристаллизовалс  без выделени  феррита в процессе охлаждени  отливки. Нижний предел содержани  хрома 0,15%, никел  0,1%, титана 0,03%, ванади  0,07% установлен , исход  из того,чтобы чугун имел требуему-ю прочность и износостойкость , а верхний предел соответственно - 0,45%, 0,4%, 0,08%, 0,3% с целью получени  литой структуры без образовани  первичных карбидов указанных элементов. Содержание 0,0050 ,02% алюмини  и бари  обусловлено тем, что названные элементы производ т модифицирующее действие,уменьша  переохлаждение при кристаллизации и тем саиФнч, измен   графит и улучша  его форму. Известно, что повышенное количество меди приводит к увеличению склонности чугуна к перлитообразованию. Перлитизаци  металлической основы вызывает повышение износостойкости, выравнивание твердости и структуры разностенных отливок. Нижний предел содержани  меди О,5%) установлен из необходимости получени  требуемой износостойкости и выравнивани  структуры и твердое- ти по сечению отливок. Повышение концентрации меди свыше 1,2% не приводит к дальнейшему повышению указанных свойств. Дополнительный ввод бари  0,0050 ,02% усиливает модифицирующий эффект алюмини  и сохран ет его на более длительное врем . Ввиду больших скоростей охлаждени  в известном сплаве в различных зонах отливки образуютс  цементит, а также феррит. Причиной образовани  феррита  вл етр  междендритный графит переохлаждени . Добавки бари  в сплав при предлагаемом соотношеНИИ ингредиентов обеспечивают за счет эффективного графитизирующего эффекта, во-первых, устранени  первичного цементита, во-вторых, за счет улучшени  формы графита (ликвиаций его междендритной формы - hepлйтиэации металлической матрицы. Эффект графитизации изучалс  с помощью метода термического анализа. Барий в пределах 0,005-0,02% снижает величину переохлаждени  при эвтек-тической кристаллизации с 7 до З-зс Это объ сн етс  образованием бо ыиого числа сложных оксисульфидов бари  , служащих дополнительными центрами кристаллизации стабильной эвтектики . Барий не только ликвидирует отбел, ио и улучшает форму графита. Данное действие бари  способствует выравниванию структуры по сечению тонкостенных кокильных отливок, и следовательно, свойств материала, В часности, ликвидаци  феррита в результате ввода ари  и увеличенной концентрации меди приводит к повышению износостойкости чугуна более, чем в 1,5 раза.00 SP The invention relates to metal, in particular, to the search for the composition of cast irons for the production of friction castings. Known cast iron l containing components in the following ratio May.%: Carbon 2.8-3.3 Silicon 0.5-1.2 Manganese 0.5-0.8 Cerium 0.04-0.08 Yttrium 0.02-0, 07 Iron Rest In the cast state, a known cast iron has a flexural strength of 48-55 kgf / mm. The disadvantages of this iron are low flowability, bone wear, heat resistance and a high tendency to chill. Closest to the invention of the technical nature and achievable result. is iron-containing 2, wt.%: Carbon 2.9-3.5 Silicon 1.8-2.6 Manganese 0.4-0.8 Chromium 0.15-0.40 Nickel 0.1-0, 4 Aluminum 0.005–0.020 Vanadium 0.1–0.3 Cerium 0.005–0.020 Copper 0.02–0.30 Titanium 0.03–0.10 Iron Else The known cast iron has sufficiently high strength when stretched to 2V kgf / mm and It is not inclined to the formation of chillings in thin sections of the branches obtained in sandy forms. However, known cast iron does not provide the required structure for the cross section of thin-walled chill castings. In the outer, rapidly cooled surfaces of castings, adjacent to the chill mold, interdendritic graphite and primary cementite are observed in the cast iron structure, which makes it difficult for the castings to run. On the inner surface of the casting, made by the core, in the cast iron structure there is about 20% of ferrite, which is not allowed for important parts, in particular of the sleeves of internal combustion engines. The purpose of the invention is to increase the nosostability of the cast iron and level its structure and hardness along the section in thin-walled castings. The above purpose is achieved in that the cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, aluminum, vanadium, copper, titanium and iron additionally contains barium with the following ratio of components, wt.%: Carbon 2.9-3, 5 Silicon 1.8-2.6 Manganese 0.6-1.0 0.15-0.45 Nickel 0.1-0.4 ALUMINUM 0.005-0.020. 0.07-6.30 Vanadium Copper 0.5-1.2 Titanium 0.03-0.08 Barium 0.005-0.020 Iron Rest Carbon content (2.9%) and silicon, (1.6%) is based on the fact that in the structure of cast iron there was no eutectic cementite and alloy I had a good fluidity. The upper limits for carbon (3.5%) and silicon (2.6%) are set, based on the fact that the cast iron crystallizes without liberating ferrite during the process of cooling the casting. The lower limit of the chromium content is 0.15%, nickel is 0.1%, titanium is 0.03%, vanadium 0.07% is set, so that the cast iron has the required strength and wear resistance, and the upper limit is 0.45 %, 0.4%, 0.08%, 0.3% in order to obtain a cast structure without the formation of primary carbides of these elements. The content of 0.0050, 02% of aluminum and bari is due to the fact that these elements produce a modifying effect, reducing supercooling during crystallization and that safer, change graphite and improve its shape. It is known that an increased amount of copper leads to an increase in the tendency of iron to perlite formation. Perlite metal base causes an increase in wear resistance, leveling of hardness and the structure of differential castings. The lower limit of the copper content (5%) is established from the need to obtain the required wear resistance and leveling the structure and hardness over the cross section of the castings. An increase in the copper concentration above 1.2% does not lead to a further increase in these properties. An additional barium input of 0.0050, 02% enhances the modifying effect of aluminum and retains it for a longer time. Due to the high cooling rates in the known alloy, cementite and ferrite are formed in various casting zones. The reason for the formation of ferrite is the interdendritic graphite of supercooling. The addition of barium to the alloy at the proposed ratio of ingredients ensures due to an effective graphitizing effect, firstly, by eliminating primary cementite, secondly, by improving the shape of graphite (eliminating its interdendritic form — heptirating the metal matrix. Barium in the range of 0.005–0.02% reduces the amount of supercooling during eutectic crystallization from 7 to 3–3.8 This is due to the formation of a large number of complex barium oxysulfides serving Additional crystallization centers of stable eutectics. Barium not only eliminates chill, improves the shape of graphite. This action of barium helps to align the structure over the section of thin-walled chill castings, and consequently, the properties of the material. to increase the wear resistance of cast iron more than 1.5 times.

В табл. Д приведен химический состав чугуна.In tab. D shows the chemical composition of cast iron.

Дл  получени  исследуемых сплавов выплавл ют три состава предлагаемого чугуна ПРИ нижнем, среднем и верхнем уровне содержани  компонентов (табл. 1J.. Плавки провод т в индукционной печи с кислой футеровкой . В качестве шихтовых материёшов примен ют литейный чугун ЛК2, ЛКЗ, стгшьной лом ванадиевый чугу , ферросплавы марганца, кремни , никел , хрома. Шихтовые материалы загружаютс  в печь, расплав перегревают до--1450С. Алюминий и барий, в виде силикобари , %: Si 60; Ва 10 Fe остальное и сплава, %:Si 70, А1 10; Fe остальное присаживают в расплав чугуна при 1360-1400 С. Дл  обеспечени  равномерного растворени  лигатур и распределени  легирующих элементов в расплаве его перед выпуском выдерживают 10 мин.To obtain the studied alloys, three compositions of the proposed cast iron are melted. The lower, middle and upper levels of the components are maintained (Table 1J. Melting is carried out in an acid-lined induction furnace. Cast iron pigment LK2, LKD, vanadium scrap is used as charge material pig iron, ferroalloys of manganese, silicon, nickel, chromium. The charge materials are loaded into the furnace, the melt is overheated to –1450 ° C. Aluminum and barium, in the form of silico barium,%: Si 60; Ba 10 Fe, the rest and alloy,%: Si 70, A1 10; Fe rest in a molten cast iron at 1360-14 00 C. To ensure uniform dissolution of the ligatures and distribution of the alloying elements in the melt, it is allowed to stand for 10 minutes prior to release.

Расход лигатур дл  получени  граничных пределов концентраций алюмини  и бари  в чугуне 0,07-0,28% от массы метал ла. Жидкий металл заливаетс  в кокиль дл  получени  отливок гильз двигател  СМД-бО.Мехацическую обработку отливок производ т в общем потоке. Образцы дл  The consumption of ligatures to obtain boundary limits for the concentrations of aluminum and barium in cast iron is 0.07–0.28% by weight of the metal. Liquid metal is poured into a chill mold to produce castings for SMD-BO engine sleeves. Mechanical machining of castings is carried out in a common flow. Samples for

анализа твердости и структуры чугуна вырезаютс  непосредственно из от- ливок. Предел прочности при раст жении на обраэца5{,1,.вьц1в аши гтгагтливок 30-32 .,JlBie flSpCT vjHB фредел етс  на|прес;с0- Врйй1вль пф нагрузке 750 иг на шарик; ,д|1с1меэ9С 1 5 мл, Микростр ук1;ура оценив.ет | при визусШьноМ йЗбЛ аде«1«й с микроскопа миф. Ид;иосо ;тойкрсть ; Analysis of the hardness and structure of the cast iron is cut directly from the cast. The ultimate tensile strength on the base is 5 {, 1,. In 1 out of our 30-32 gtgagtlivok, JlBie flSpCT vjHB is distributed to | compress; c0- Vryy1vl pf load 750 needles per ball; , d | 1s1mee9S 1 5 ml, Mikrostr uk1; hooray in the case of a vision of a hell "1" by the myth of the microscope. Eid; Ioso; Toykrst;

0 определ етс  Ца мапшнё tPgHW „..с- лови х сухого трегн1Г ск6 ь юни  при удельной нагрузке 12 кгс/см и скорости скольжени  1,2 м/с. Износостойкость оцениваетс  весовым методом 5 в rpeiMMax, отнесенных-к ioOO м пробега .0 is determined by the cP mass tPgHW „.. from the dry traction platform at a specific load of 12 kgf / cm and a sliding speed of 1.2 m / s. Wear resistance is assessed by the weight method 5 in rpeiMMax, referred to ioOO and mileage.

В табл. 2 приведены свойства исследуемых составов чугунов.In tab. 2 shows the properties of the investigated compositions of cast iron.

0 Как видно из табл. 2, в известном сплаве твердость в отливках измен етс  от стенки кокил  к внутренней поверхности, получаемой при контакте со стержнем, с 251 до 187 НВ. Увеличение концентрации меди приводит к уменьшению количества феррита на внутренней поверхности отливки, полученной от стержн  и выравниванию твердости. На наружной поверхности, получений от кокил , в известном 0 As can be seen from the table. 2, in a known alloy, the hardness in castings varies from the wall of the chill mold to the inner surface obtained upon contact with the core from 251 to 187 HB. The increase in the concentration of copper leads to a decrease in the amount of ferrite on the inner surface of the casting, obtained from the rod and leveling the hardness. On the outer surface, chill molds, known

d сплаве имеетс  около 5% цементита, а в предлагаемом составе сплава с увеличением концентрации меди цементит отсутствует. Сердцевина тонкостенной кокильной отливки имеетIn the alloy, there is about 5% cementite, and in the proposed alloy composition with increasing copper concentration, there is no cementite. The core of the thin-walled chill casting has

5five

одинаковую твердость и структуру.same hardness and structure.

Выравнивание структуры и твердости по сечению тонкостенной кокильной отливки приводит к увеличению износостойкости . Кроме того,увелн3 чение концентрации меди н дополнительный ввод бари  приводит к выравниванию структуры и твердости по сечению тонкостенной кокильной отливки , что вызывает увеличениеThe alignment of the structure and hardness over the cross section of a thin-walled chill casting leads to an increase in wear resistance. In addition, an increase in copper concentration and an additional barium input leads to the alignment of the structure and hardness over the cross section of a thin-walled chill casting, which causes an increase in

5 износостойкости сплава.5 wear resistance of the alloy.

Ожидаемый экономический эффект от внедрени  предлагаемого изобретени  в вародиом хоз йстве составл ет 500 тыс. руб.The expected economic effect from the implementation of the proposed invention in a household is 500 thousand rubles.

Т а.б лица 2Table 2

251251

ИзвестныйFamous

241241

229229

Предлг гаег-ыпPredgg gage-yp

229 :229:

Продолжение табл. 2Continued table. 2

187187

0,040.04

229229

0,0350.035

207207

229229

0,020 0.020

217 0,025 211217 0.025 211

Claims (1)

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, алюминий, ванадий, медь, титан и же- лезо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости чугуна и выравнивания его струк·. туры и твердости по сечению в тонкостенных отливках, он дополнительно содержит барий при следующем соотношении компонентов,«мас.%:PIG IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, aluminum, vanadium, copper, titanium and iron, characterized in that, in order to increase the wear resistance of cast iron and smooth its structure ·. rounds and cross section hardness in thin-walled castings, it additionally contains barium in the following ratio of components, "wt.%: Углерод Кремний Марганец Хром Никель Алюминий Ванадий Медь . Титан Барий ЖелезоCarbon Silicon Manganese Chrome Nickel Aluminum Vanadium Copper. Titanium Barium Iron
SU823416366A 1982-04-06 1982-04-06 Cast iron SU1035085A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823416366A SU1035085A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823416366A SU1035085A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1035085A1 true SU1035085A1 (en) 1983-08-15

Family

ID=21004297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823416366A SU1035085A1 (en) 1982-04-06 1982-04-06 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1035085A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР 523956, кл. С 22 С 37/00, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР 867942, кл. С 22 С 37/10, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9200351B2 (en) High resistance gray iron alloy for combustion engines and general casts
CN102317480B (en) Method to obtain a high resistance gray iron alloy for combustion engines and general casts
SU1035085A1 (en) Cast iron
JP3964675B2 (en) Non-austempered spheroidal graphite cast iron
US3367395A (en) Method and apparatus for treating molten metals
JPS63483B2 (en)
RU2040575C1 (en) Modifying agent for cast iron
SU926057A1 (en) Cast iron composition
SU1705395A1 (en) Cast iron
SU1712450A1 (en) Cast iron
US2625473A (en) Lithium modified magnesium treatment of cast iron
SU1275056A1 (en) Inoculating additive for cast iron
SU1573046A1 (en) Low-silicon aluminium cast iron
SU1581768A1 (en) High-strength cast iron
SU1232699A1 (en) Cast iron for centrifugally cast bushing and pipe billets
SU1560608A1 (en) Cast iron
SU1186684A1 (en) High-strength cast iron
SU1435645A1 (en) Cast iron
SU1266891A1 (en) Cast iron
SU1289905A1 (en) Cast iron
SU550454A1 (en) Cast iron
SU1654365A1 (en) Cast iron
SU773119A1 (en) Master alloy
SU979520A1 (en) Cast iron
SU1747529A1 (en) Cast iron