SU1054438A1

SU1054438A1 - Master alloy

Info

Publication number: SU1054438A1
Application number: SU823436920A
Authority: SU
Inventors: Вадим Георгиевич Горенко; Диас Борисович Джалилов; Борис Исаакович Шварцман; Виталий Георгиевич Лильбок; Сергей Николаевич Примеров; Василий Васильевич Качурин
Original assignee: Институт проблем литья АН УССР
Priority date: 1982-05-13
Filing date: 1982-05-13
Publication date: 1983-11-15

Abstract

ЛИГАТУРА, содержаща хром, ванадий, ник ель, медь, углерод и железо , отличающа с тем,что. с. целью повьвпени коэффициента усвоени лигатуры, улучшени физико-механических свойств чугуна, она дополнительно содержит молибден, марганец и алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: 18,0-35,0 Хром 15,0-30,0 Ванадий Никель 0,5-8,0 0,3-6,0 Медь 0,4-4,2 Углерод 0,1-5,0 Молибден 12,0-25,0 Марганец 0,2-8,0 Алюминий Железо ОстальноеLIGATURES containing chromium, vanadium, nickname spruce, copper, carbon and iron, characterized in that. with. The goal is to assimilate the ligature mastering, to improve the physical and mechanical properties of cast iron, it additionally contains molybdenum, manganese and aluminum in the following ratio of components, wt.%: 18.0-35.0 Chromium 15.0-30.0 Vanadium Nickel 0.5 -8,0 0,3-6,0 Copper 0,4-4,2 Carbon 0,1-5,0 Molybdenum 12,0-25,0 Manganese 0,2-8,0 Aluminum Iron Else

Description

елate

4; 4;four; four;

оо 00oo 00

: Изобретение относитс к области металлургии, р частности к разработке составов лигатур дл получени , износостойких чугунов:: The invention relates to the field of metallurgy, in particular to the development of compositions of master alloys for the production of wear-resistant cast iron:

Известна лигатура Зследующего химического состава, вес.%:Known ligature Next chemical composition, wt.%:

Углерод О,.1-0,3Carbon Oh, .1-0.3

Кремвдй10-15,0Kremvydy10-15,0

Хром, 20-35,0Chromium, 20-35.0

Ванадий 3,0-8,О Vanadium 3.0-8, O

Никель20-35,0Nickel20-35.0

Молибден5-15,0 Molybdenum 5-15,0

Медь . 0,1-8,0Copper. 0.1-8.0

Бор 2-8,0Boron 2-8,0

ЖелезоОстальное IronErest

К основным недостаткам известной лигатуры следует отнести высокую температуру плавлени и мрлую степень усвоени .The main disadvantages of the known ligature are the high melting point and the moderate degree of assimilation.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенной вл етс лигатура 2 содержаща компоненты при следующем соотношении,, вес.%:Closest to the technical essence and the achieved result to the proposed is ligature 2 containing components in the following ratio, wt.%:

Хром15,0-25,0 Chrome15.0-25.0

Ванадий . 20,0-45,0 Vanadium. 20.0-45.0

Никель15,0-35,0Nickel15.0-35.0

Медь0,1-10,0Copper0,1-10,0

Кремний 10,0-20,0Silicon 10.0-20.0

Углерод 0,1-2,5 Carbon 0.1-2.5

ЖелезоОстальноеIronErest

К недостаткам известной лигатуры следует отнести высокую температуру плавлени ; малую степень усвоени лигатуры; невысокие механические свойства и износостойкость чугуна, получаемых в результате применени лигатуры.The disadvantages of the known ligature include high melting point; low degree of mastering ligatures; low mechanical properties and wear resistance of cast iron, resulting from the use of ligatures.

Цель изобретени - повышение коэфициента усвоени лигатуры и улучшение физико-механических свойств чгуна .The purpose of the invention is to increase the coefficient of mastering the master alloy and improve the physical and mechanical properties of the cast iron.

Указанна цель достигаетс тем, что лигатура, содержаща хром, ванадий , никель, медь, углерод и железо дополнительно содержит молибден, мганец и алюминий при следующем соотношении компонентов, вес.%:This goal is achieved in that the master alloy containing chromium, vanadium, nickel, copper, carbon and iron additionally contains molybdenum, Mg and aluminum in the following ratio of components, wt.%:

Хром18,0-35,0 Chrome 18.0-35.0

Ванадий 15,0-30,0 Никель0,5-8,0Vanadium 15.0-30.0 Nickel0.5-8.0

Медь0,3-6,0Copper0,3-6,0

Молибден 0,l-5jOMolybdenum 0, l-5jO

Марганец 12,0-25,0 Manganese 12.0-25.0

Алюминий 0,2-В,О Aluminum 0,2-B, O

Углерод 0,4-4,2Carbon 0.4-4.2

Железо ОстальноеIron Else

Использование лигатуры предусмотрено при получении износостойких сплавов на основе аустенитнь1х железомарганцевых сплавов (6,0-13,0% Мп).The use of ligatures is provided when obtaining wear-resistant alloys based on austenitic ferromanganese alloys (6.0-13.0% Mp).

Введение в лигатуру хрома обеспечивает образование е структуре сплава карбидной фазы. Образование карбит ДОН наблюдаетс при содержа1ши хрома больше 18,0%. При увеличении количества хрома больше 35% образуетс большое количество карбидов и сплав становитс хрупким, снижаютс его прочностные .к антифрикционные свойва ..The introduction of chromium into the ligature ensures the formation of the e structure of the carbide phase alloy. The formation of carbon DON is observed when the content of chromium is greater than 18.0%. As the amount of chromium increases to more than 35%, a large amount of carbides is formed and the alloy becomes brittle, its strength properties are reduced. To antifriction properties ..

Введение в лигатуру ванади обес-; печивает получение инвестированной микроструктуры сплава и повышение микротвердости карбидной фазы; Благопри тное вли ние ванади про вл етс при его содержании в лигатуре свыше 15,0%. При увеличении содержани ванади больше ,30% дальнейшее его положительное вли ние на микроструктуру и свойств сплава значительно уменьшаетс . .Introduction to vanadium ligature obesity; bakes to obtain the invested microstructure of the alloy and increase the microhardness of the carbide phase; The beneficial effect of vanadium is manifested when it is contained in the ligature in excess of 15.0%. With an increase in the content of vanadium more, 30% of its further positive effect on the microstructure and properties of the alloy is significantly reduced. .

Никель способствует повышению прочностных свойств аустенитной основы спл&ва. Ощутимое вли ние никел на свойства сплава про вл етс при его содержании в лигатуре свыше 0,5%. При увеличении содержани никел большеNickel helps to increase the strength properties of the austenitic base spl & va. The tangible effect of nickel on the properties of the alloy appears when it is contained in the ligature in excess of 0.5%. With increasing nickel content more

8.0% его дальнейшее вли ние на тойства qnjiaBa значительноослабевает ..8.0% of its further impact on the toxics qnjiaBa significantly weakens ..

Введение в лигатуру меди способствует снижению ее температуры плавени , улучшает усвоение и увеличивает жидкотекучесть сплава. Такое вли ние меди начинает про вл тьс при содержании 0,1-0,3%. При увеличении содержани меди больше 6,0% она начинает ликвиррвать по грани- ,. цам зерен и это снижает прочностные свойства сплава.The introduction of copper into the ligature helps to reduce its melting point, improves absorption and increases the fluidity of the alloy. This effect of copper begins to manifest itself at a content of 0.1-0.3%. With an increase in the copper content of more than 6.0%, it begins to liquidate along the edge,. tsam grains and it reduces the strength properties of the alloy.

Молибден вводитс в лигатуру дл повьш1ени микротвердости карбидной фазы, уменьшени -ее размеров и улучшени формы. Введение в сплав молибдена обеспечивает повышение прочностн1ых и антифрикционных его свойств. Благопри тное вли ние молибдена про вл етс при содержании в лигатур е свыше 0,1%. При увеличении содержани молибдена больше 5,0% дальнейшее повышение свойств сплава происходит медленно.Molybdenum is introduced into the ligature to increase the microhardness of the carbide phase, reduce its size and improve shape. The introduction of molybdenum into the alloy provides for an increase in its strength and antifriction properties. The beneficial effect of molybdenum is manifested when the content in the ligature exceeds 0.1%. With an increase in the molybdenum content of more than 5.0%, a further increase in the properties of the alloy occurs slowly.

Железо входит в лигатуру благодар особенност м состава пихты и технологии выплавки лигатуры. Минимальное содержание железа получаетс при использовании чистых компонентов , а содержание железа пор дка 10,D%- при использовании в качестве шихтовых материалов различ ньпс ферросплавов. Алюминий вводитс в лигатуру дл повьшени графитизации обрабатываемого сплава и улучшени формы графитовых включений. Положительное действие алюмини про вл етс при его содержании в лигатуре свыше 0,2%. При увеличении содержани алюмини больше 8,0% в микроструктуре по вл ютс окисные пленки,которые снижают прочностные свойства обрабатываемого сплава. Кроме того, алюминий способствует снижению температуры плавлени лигатуры и улучшает ее усвоение сплавом. Углерод обеспечивает получение в сплаве карбидов, уменьшает за счет образовани структуриосвободного гр фита величину линейной усадки сплава и величину временных и остаточньщ напр жений. Кроме того, (Графит снижает температуру плавлени лигатуры и увеличивает степень его усвоени . Благопри тное вли ние углерода Про-г вл етс при его содержании в лига (гуре более 0,4%-. содержании у.гперода свыше 4,2% выпадает большое | оличество структуросвободного графк г|га , что приводат к снижению прочно стных и антифрикционных свойств сплава. Использование в качестве основы лигатуры марганца обусловлено тем, лигатура используетс дл получени износостойких сплавов с содержанием 6,0-13,0% марганца. Выплавку различных составов исследуемых лигатур провод т в индукционной печи МГП-102. В качестве исходных шихтовых материалов используют чистые компоненты и ферросплавы, содержащие вход щие в состав лигатуры элементы. После расплавлени и выдержки полученные лигатуры разливают по металлическим изложницам. Остывшую лигатуру измельчшот до крупности фракции меньше 20 мм и используют дл получени износостойких сплавов. Химический состав и свойства исследуемых лигатур приведены в табл.1. Из данных табл. 1 видно, что лигатура f и 2 соответствует сплаву-прототипу , сплав 3 содержит меньше молибдена и марганца, а сплав 10 - боль ше алюмини , сплавы ,4-9 вл ютс вари антами предложенного состава лигатуры . Температура плавлени предложенной лигатуры ниже, чем у сплава-прототипа на 60-75 С. Это обеспечивает повышение усвоени лигатуры с 74,678 ,3 до 86,4-88,4%.Iron is included in the ligature due to the peculiarities of the composition of fir and technology of smelting ligatures. The minimum iron content is obtained when using pure components, and the iron content is about 10, D% - when using different materials of ferroalloys as charge materials. Aluminum is introduced into a ligature to increase the graphitization of the alloy being processed and to improve the shape of the graphite inclusions. The positive effect of aluminum appears when it is contained in the ligature in excess of 0.2%. With an increase in the aluminum content of more than 8.0%, oxide films appear in the microstructure, which reduce the strength properties of the treated alloy. In addition, aluminum helps to reduce the melting point of the master alloy and improves its absorption by the alloy. Carbon produces carbides in the alloy, reduces the amount of linear shrinkage of the alloy and the magnitude of temporary and residual stresses due to the formation of free-grit structures. In addition, (Graphite reduces the melting point of the ligature and increases its degree of assimilation. The beneficial effect of Pro-carbon carbon is when it is contained in the league (more than 0.4% is lost. The number of structure-free graphs r | ga, which leads to a decrease in the strength and antifriction properties of the alloy.The use of manganese as the basis of the ligature is due to the fact that the ligature is used to obtain wear-resistant alloys with a content of 6.0-13.0% manganese. Weighing ligatures are carried out in an MGP-102 induction furnace. Pure components and ferroalloys containing the elements included in the ligature are used as starting materials.After melting and holding, the resulting ligatures are poured into metal molds.The cooled ligature is crushed to a fraction less than 20 mm and used to obtain wear-resistant alloys.The chemical composition and properties of the investigated master alloys are given in Table 1. From the data table. Figure 1 shows that the ligature f and 2 corresponds to the prototype alloy, alloy 3 contains less molybdenum and manganese, and alloy 10 contains more aluminum, alloys, 4–9 are variants of the proposed composition of the ligature. The melting point of the proposed ligature is lower than that of the prototype alloy at 60-75 C. This provides an increase in the mastering of the ligature from 74.678, 3 to 86.4-88.4%.

чОcho

U-1 00U-1 00

о aabout a

гоgo

Г-.G-

ооoo

оabout

vOvO

0000

ш ооsh oo

СПSP

0000

vf 00vf 00

шsh

ON ГОON GO

чО 00CHO 00

CN)CN)

1Л ОО ГО1L OO GO

t 00t 00

ONON

чГ ооwg oo

vDvD

ГR

гоgo

0000

rr

БB

XX

О) аO) a

иtit

оnjonj

«и"and

tJStJS

чh

Дл получени износостойких сплавов используют 18-20% исследуемых лигатур и подшихТовывают до оптимального химического состава сплава необходимыми компонентами и ферросплавами.Хи- 5 мический состав получаемых сплавов следующий, Mac.%t марганец 10,3210 ,70; хром 6,62-6,88; ванадий 3,815 ,96; никель 1,42-1,53,- молибден 0,670 ,84: кремний 0,68-0,73,1 алюминий tO 0,79-,34j медь О,98-1,16j углеродTo obtain wear-resistant alloys, 18–20% of the studied master alloys are used and the required components and ferroalloys are made up to the optimum chemical composition of the alloy. The chemical composition of the obtained alloys is as follows, Mac.% T manganese 10.3210, 70; chromium 6.62-6.88; vanadium 3.815, 96; Nickel 1.42-1.53, - molybdenum 0.670, 84: silicon 0.68-0.73.1 aluminum tO 0.79-, 34j copper O, 98-1.16j carbon

.3,07-3,19; магний 0,04-0,06; РЗМ 0,00 ,05 и железо остальное..3.07-3.19; magnesium 0.04-0.06; REM 0.00, 05 and the rest of the iron.

Дл получени шаровидной форма графитовых включений перед разливкой полученные сплавы обрабатывают железокремниевомагниевым с РЗМ комплексным модификатором.In order to obtain a spherical shape of graphite inclusions, the obtained alloys are processed with iron-magnesium with REM complex modifier before casting.

В табл. 2 приведены зико-механические свойства сплавов, полученных с использованием исследуемых лигатур.In tab. 2 shows the zico-mechanical properties of alloys obtained using the studied master alloys.

и105443812and 105443812

Из данных табл. 2 видно, что по2,64-2,67 до 4,39-4,58 кгсм/см,относравнению с использов анием лигатуры-сителыгую износостойкость с 1,0-1,03прототипа применение лигатуры пред-до 4,39-4;58 и получить уменьшениеFrom the data table. 2, it can be seen that by 2.64-2.67 to 4.39-4.58 kgcm / cm, compared with the use of a ligature – siteluga wear resistance from 1.0–1.03 of the prototype, the use of a ligature is pre-4.39–4; 58 and get a decrease

лагаемого состава позвол ет увели-веушчины аустенитных зерен метапличить предел прочности при раст -5 ческой основы с 0,26-0,28 до 0,12жении с 563-570 до 631-658 МПа, пре-0,18 мм.Lagged composition allows increasing the height of austenitic grains to a meta-value and tensile strength with a stretch-5th base from 0.26-0.28 to 0.12 x from 563-570 to 631-658 MPa, pre-0.18 mm.

дел текучести с 362-369 до 432-460 МПа, , Экономический эффект от внедрени cases of turnover from 362-369 to 432-460 MPa,, The economic effect of the introduction

относительное удлинение с 5,3-5,7может составить 69,3-84,1 р. при изго: до 6,45-7,5%, ударнуюв зкость стовлении 1 т отливок.relative lengthening from 5.3-5.7 may amount to 69.3-84.1 p. during debris: up to 6.45-7.5%, impact resistance of 1 ton of castings.

Claims

Ligature containing chrome; vanadium, nick spruce, copper, carbon and iron, characterized in that,

from. In order to increase the absorption coefficient of the ligature, to improve the physical and mechanical properties of cast iron, it additionally contains molybdenum, manganese and aluminum in the following ratio of components, wt.%:

Chromium 18.0-35.0 Vanadium 15.0-30.0 Nickel 0.5-8.0 Copper 0.3-6.0 Carbon 0.4-4.2 Molybdenum 0.1-5.0 Manganese 12.0-25.0 Aluminum 0.2-8.0 Iron Rest

SS

Si

G0 os

0, .1-0.3

10-15,0

20-35.0

3.0-8.0

20-35.0

5-15.0 0.1-8.0

2-8.0 Else

1 1054438