SU1062295A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1062295A1
SU1062295A1 SU823520027A SU3520027A SU1062295A1 SU 1062295 A1 SU1062295 A1 SU 1062295A1 SU 823520027 A SU823520027 A SU 823520027A SU 3520027 A SU3520027 A SU 3520027A SU 1062295 A1 SU1062295 A1 SU 1062295A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
antimony
chromium
carbon
vanadium
Prior art date
Application number
SU823520027A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Иванович Шитов
Семен Наумович Леках
Анатолий Григорьевич Слуцкий
Юрий Петрович Белый
Вячеслав Антонович Мальев
Василий Пантелеевич Василенко
Алексей Кириллович Кисляков
Владимир Андреевич Родионов
Василий Петрович Дворянчиков
Иван Васильевич Стороженко
Владимир Григорьевич Рабеко
Николай Николаевич Дульцев
Альберт Иванович Фалитнов
Семен Лукич Ганин
Original Assignee
Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Саранский Литейный Завод "Центролит" Им.50-Летия Влксм
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, Саранский Литейный Завод "Центролит" Им.50-Летия Влксм filed Critical Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority to SU823520027A priority Critical patent/SU1062295A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1062295A1 publication Critical patent/SU1062295A1/en

Links

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий , азот, титан, редкоземельные металлы и железо, отличающийс , тем, что, с целью повышени  износостойкости в агрессивной среде, содержащей сернистый газ и двуокись углерода, он дополнительно содержит сурьму при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 2,9-3,5 Углерод 1,7-2,7 Кремний О, 3-0,8 Марганец 0,1-0,8 Хром 0,05-0,8 Никель 0,15-0,5 Ванадий с S 0,005-0,02 Азот 0,02-0,15 Титан (Л Редкоземельные 0,005-0,02 металлы 0,005-0,3 Сурьма Остальное ЖелезоCAST IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium, nitrogen, titanium, rare earth metals and iron, characterized in that, in order to improve wear resistance in aggressive media containing sulfur dioxide and carbon dioxide, it additionally contains antimony at the following ratio of ingredients, wt.%: 2.9-3.5 Carbon 1.7-2.7 Silicon O, 3-0.8 Manganese 0.1-0.8 Chromium 0.05-0.8 Nickel 0, 15-0.5 Vanadium with S 0.005-0.02 Nitrogen 0.02-0.15 Titanium (L Rare Earth 0.005-0.02 Metals 0.005-0.3 Antimony Remaining Iron

Description

о about

ND NDND ND

со слfrom the next

Изобретение относитс  к металлургии , а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано дл  изготовлени  особо ответственных отливок, работающих в услови х трени , скольжени  в агрессивной среде сернистого газа (зОл) и двуокиси углерода (COj). .The invention relates to metallurgy, in particular, to compositions of high carbon iron alloys, and can be used for the manufacture of especially responsible castings, working under conditions of friction, sliding in an aggressive environment of sulfur dioxide (COL) and carbon dioxide (COj). .

Известны в литейном производстве высокоуглеродистые сплавы железа содержащие кремний, марганец, хром, ванадий, титан и азот. Указанные сплавы за счет комплексного легировани  карбидообразующими элементами имеют высокие механические свойства 1 - 2 .High-carbon iron alloys containing silicon, manganese, chromium, vanadium, titanium and nitrogen are known in the foundry industry. These alloys, due to complex doping with carbide-forming elements, have high mechanical properties 1–2.

Однако сплавы имеют недостаточну износостойкость и коррозионную стойкость в парах трени , работающих в особо т пкелых услови х - повышенные температуры, высокие удельные нагру ки , агрессивна  атмосфера сернистог газа и двуокиси углерода.However, the alloys have inadequate wear resistance and corrosion resistance in friction pairs, which work under especially heavy conditions — elevated temperatures, high specific loads, and an aggressive atmosphere of sulfur dioxide and carbon dioxide.

Наиболее близким к предлагаегЮму по техническо сущности и достигаемму положительному эффекту  вл етс  чугун следующего .химического состава , мас.%:The closest to the proposed technical essence and achievable positive effect is cast iron of the following chemical composition, wt.%:

Углерод2,9-3,5Carbon2.9-3.5

Кремний1,7-2,7Silicon1.7-2.7

Марганец 0,3-0,8 Хром0,1-0,5Manganese 0.3-0.8 Chrome 0.1-0.5

Никель0,05-0,3Nickel0.05-0.3

Ванадий 0,15-0,5 Титан0,02-0,15 Vanadium 0.15-0.5 Titan 0.02-0.15

Азот 0,005-0,03Nitrogen 0,005-0,03

Церий0,005-0,02Cerium0,005-0,02

Алюминий 0,001-0,1 ЖелезоОстальноеAluminum 0,001-0,1 Iron Others

Известнглй чугун игдеет в своем составе комплекс элементов (марганец , хром, в-анадий, никел ь, азот) , стабилизирующих и легирующих карбидную фазу чугуна, что обеспечивает высокие механическне свойства материала з .Cast iron and a complex of elements (manganese, chromium, iron oxide, nickel, nitrogen) stabilizing and alloying the carbide phase of the iron, which ensures high mechanical properties of the material, h.

Однако использование известного чугуна дл  изготовлени  гильз цилиндров форсированных двигателей внутреннего сгорани  не целесообразно ввиду недостаточной эксплуатационной надежности пары трени . При работе форсированных карбюраторных двигателей в результате сгорани  топлива образуютс  газы, среди которых значительный процент составл ют двуокись углерода и двуокись серы. Соедин  сь с конденсатом вод ного пара, содержащегос  так же в продуктах сгорани , образуютс  кислоты и , которые взаимодействуют с поверхностью металла и снижают эксплуатационные характеристики пары трени .However, the use of known cast iron for the manufacture of cylinder liners of forced internal combustion engines is not advisable due to the lack of operational reliability of the friction pair. During the operation of forced carburettor engines, gases are generated as a result of the combustion of fuel, among which carbon dioxide and sulfur dioxide constitute a significant percentage. By combining with the condensate of water vapor, which is also contained in the combustion products, acids are formed and that interact with the metal surface and reduce the performance of the friction pair.

Целью изобретени   вл етс  повышение износостойкости в агрессивной среде, содержащей сернистый га и двуокись углерода.The aim of the invention is to increase the wear resistance in aggressive environments containing sulfur dioxide and carbon dioxide.

Указанна  цель достигаетс  тем,ч чугун, содержащий углерод,кремний ,мганец , хром, никель, ванадий, азот титан, редкоземельные металлы и жезо , дополнительно введена сурьма п следующем; соотношении ингредиентов мае.%:This goal is achieved by the fact that iron containing carbon, silicon, Mg, chromium, nickel, vanadium, nitrogen, titanium, rare earth metals, and iron, is additionally introduced to antimony n as follows; the ratio of ingredients May.%:

2,9-3,5 2.9-3.5

Углерод 1,7-2,7 Кремний 0,3-0,8 Марганец 0,1-0,3 Хром 0,05-0,8 Никель 0,15-0,5 Ванадий 0,005-0,02 Азот 0,02-0,15 Титан Редкоземельные металлыCarbon 1.7-2.7 Silicon 0.3-0.8 Manganese 0.1-0.3 Chromium 0.05-0.8 Nickel 0.15-0.5 Vanadium 0.005-0.02 Nitrogen 0.02 -0.15 Titanium Rare Earth Metals

(РЗМ)0,005-0,02(REM) 0.005-0.02

Сурьма 0,005-0,3 Железо .ОстальноеAntimony 0,005-0,3 Iron.

Наличие в составе чугуна сурьмы приводит к повы111ению дисперсности и- стабильности при высоких температурах перлитной структурной составл ющей. Структура чугуна состоит из комплекснолегированного хромом, никелем, ванадием, титаном, сурьмой перлита мелких включений графита. Добавки сурьмы благопри тно сказываютс  на измельчении первичной структуры, что св зано с повышением прочноетнь1 .х характеристик чугуна. Кроме ввод сурьмы в расплав перед разливкой значительно снижает вли ние температурно-временных условий на структуру чугуна и дает возможность получать перлитную металлическую основу материала и расширить интервалы температуры заливки и выдержки металла в ковше, предусмотрен нце техническими услови ми процесса плавки. The presence of antimony cast iron in the composition leads to an increase in the dispersion and stability at high temperatures of the pearlitic structural component. The structure of cast iron consists of complex-alloyed chromium, nickel, vanadium, titanium, antimony perlite, small inclusions of graphite. The addition of antimony favorably affects the grinding of the primary structure, which is associated with an increase in the strength of the cast iron. In addition to introducing antimony into the melt before casting, it significantly reduces the influence of temperature and time conditions on the cast iron structure and makes it possible to obtain a pearlite metal base material and extend the temperature ranges for pouring and holding the metal in the ladle, provided by technical conditions of the melting process.

Легирование металлической основы , повышение дисперсности перлита и равномерное распределение графита повьпиает износостойкость чугуна в агрессивных средах. Склонность чугуна к адгезии минимальна . Повышение износостойкости в агрессивных газовых средах достигаемое при легировании сурьмой за счет полного исключени  микроучастков на поверхности гильзы, зан тых ферритом..Doping of the metal base, increasing the dispersion of perlite and the uniform distribution of graphite will increase the wear resistance of cast iron in corrosive environments. The iron's tendency to adhesion is minimal. The increase in wear resistance in aggressive gaseous media is achieved when doping with antimony due to the complete elimination of microparts on the surface of the liner occupied by ferrite ..

Дл  получени  чугуна выплавлены три состава сплавов, содержащих ингредиенты на нижнем, среднем и верхнем уровн х, Содер хание железа при этом составл ет дополнительно до 100-0 в каждом сплаве. Дл сравнительных испытаний использован известные чугун со средним содержанием легирующих элементов. Химические составы исследуемых чугнов представлены в табл.1.In order to produce cast iron, three compositions of alloys are melted, containing ingredients at the lower, middle and upper levels. The iron content is additionally up to 100-0 in each alloy. For comparative tests, known cast iron with an average content of alloying elements was used. The chemical compositions of the studied cheuns are presented in table 1.

ТT

Содержание компонентов, мас.%The content of components, wt.%

СплавAlloy

С Si I Мп Гсг I N1 TV Т К JTi Fsb . ТрМЭ1 Се ТWith Si I Mn Frg I N1 TV T To JTi Fsb. TRME1 Se T

3,2 2,2 0,55 0,3 0,15 0,31 0,01 0,13.2 2.2 0.55 0.3 0.15 0.31 0.01 0.1

Известный Предлага2 ,9 1,7 0,3 0,1 0,05 емый 1. 3,2 2,1 0,5 0,35 0,35 3,5 2,7 0,8 0,8 0,8 Famous Proposal2, 9 1.7 0.3 0.1 0.05 ems 1. 3.2 2.1 0.5 0.5 0.35 0.35 3.5 2.7 0.8 0.8 0.8 0.8

Чугуны плав т в тигельной индукционной печи емкостью 40 кг с килой футеровкой. В качестве ошхты используют литейный чугун марки ЛК-3, стальной лом, ферросплавы РЗМ (35% РЗк), кремни  (45% кремни ) , хрома (30% хрома) , ванади  (45% .ванади ), титана (30% титана, азотированный ферромарганец (5% азота 75% марганца), кристаллическа  сурьма и никель, Сурьму и РЗК ввод т в расплав перед заливкой. Величины добавок расчитывают исход  из среднего усвоени  кремни , никел , ванади , сурьмы, марганцаи хромаCast iron is melted in a 40 kg crucible induction furnace with a kilo lining. Foundry iron brand LK-3, steel scrap, ferrous alloys of rare-earth metals (35% RZK), silicon (45% silicon), chromium (30% chromium), vanadium (45% vanadi), titanium (30% titanium, nitrided ferromanganese (5% nitrogen 75% manganese), crystalline antimony and nickel, antimony and RZK are introduced into the melt before pouring. The values of additives are calculated based on the average absorption of silicon, nickel, vanadium, antimony, manganese and chromium

Таблица 1Table 1

FeFe

0,05 Осталь ное0.05 Remaining

на уровне 85-95%, титана 70-80%,at the level of 85-95%, titanium 70-80%,

РЗМ 60-70%,-азота 50-60%..REM 60-70%, - nitrogen 50-60% ..

Образцы дл  испытаний отливают в сухую форму. Испытани  на износостойкость провод т в услови х сухого трени  скольжени  в паре с улучшенной сталью 45 твердостью 48 HR, при нагрузке 15 кгс/мм и скорости скольжени  2,0 м/с, на машине трени  типа МТ-2 в атмосфере 30 и СО2. Износ оценивают в граммах, приведенных к 1000 м пути относительного перемещени  образца по поверхности контртела Полученные результаты представленыTest specimens are cast in a dry mold. The wear resistance tests were carried out under conditions of dry friction sliding in tandem with improved steel 45 of hardness 48 HR, with a load of 15 kgf / mm and a sliding speed of 2.0 m / s, on an MT-2 friction machine in an atmosphere of 30 and CO2. Wear is estimated in grams reduced to a 1000 m path of relative movement of the sample along the surface of the counterbody. The obtained results are presented

в табл.2.in table.2.

II

Таблица 2 0,15 0,0050,02 0,0050,005 0 ,28 0,01 0,1 0,2 0,09 - ,5 0,02 0,15 0,3 0,02 - Table 2 0.15 0.0050.02 0.0050.005 0, 28 0.01 0.1 0.2 0.09 -, 5 0.02 0.15 0.3 0.02 -

ИзвестныйFamous

Как видно из табл.2, дополнительное введение в состав сурьмы в указанных концентраци х повышает износостойкость материала в агрессивных средах. При этом материал обладает оптимальной твердостью, позвол ющей проводить механическую обработку отливок без изменени  технологического процесса.As can be seen from Table 2, the additional introduction of antimony in the indicated concentrations increases the wear resistance of the material in aggressive media. At the same time, the material has an optimal hardness, which allows machining of castings without changing the process.

Структура металлической основы предлагаемого чугуна перлитна  с равномерно распределенными включени ми графита средних размеров. Высока The structure of the metal base of the proposed iron pearlite with evenly distributed inclusions of medium-sized graphite. High

1,221.22

6262

227227

степень дисперсности перлита и его комплексное легирование, наличие the degree of dispersion of perlite and its complex doping, the presence

5 дисперсных карбонитридов V,Ti обеспечивают хорошие эксплуатационные свойства пары трени  в особо т желых услови х работы.5 dispersed carbonitrides V, Ti provide good performance properties of a pair of friction in particularly difficult working conditions.

Пределы содержани  компонентов The limits of the content of components

0 установлены исход  из получени  благопри тного сочетани  механических свойств износостойкости и коррозионной стойкости чугуна. Повышение концентрации сурьмы выше 0,3% при-о водит к по влению ледебурита в структуре , что усложн ет механическую .обработку отливки. Нижний предел 0,005% сурьмы обеспечивает стабильное получение перлитной матрицы чугунов с различным содержанием углерода и кремни  1,7%). Минимгшьное содержание углерода (2,9%) и кремни  (1,7%) вызвано необходимостью получени  металлической матри цы без метастабильной фазы. Максимальное (3,5 и 2,7% соответственно)получение перлитной структуры с количеством феррита не более 10%. Содержание хрома (о,1-0,8%) никел  0,05-0,5%), ванади . (0,15-0,5%), титана До,08-0,15}, азота (0,0050 ,02%), выбираетс  из услови  максимального упрочнени  металлической основы. Увеличение концентрации элементов выше верхнего предела повышает склонность чугуна к отбелу. Пределы содержани  РЗМ (0,005-0,0 обеспечивают получение отливок без отбела Оптимальный состав содержит мас.%: Углерод Кремний Марганец Никель Ванадий Сурьма Технологи  получени  чугуна по предлагаемо14у изобретению включает плавку компонентов, насыщение расплава азотом путем введени  азотированного ферромарганца и обработку расплава перед заливкой сурьмой и РЗМ. Предлагаемый чугун наиболее эффективно использовать дл  изготовлени  отливок гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорани . Экономический эффект от применени  составит 700 тыс. руб. в год.0 established on the basis of obtaining a favorable combination of mechanical properties of wear resistance and corrosion resistance of cast iron. An increase in the concentration of antimony above 0.3% at-about leads to the appearance of ledeburite in the structure, which complicates the mechanical processing of the casting. The lower limit of 0.005% antimony ensures stable production of a pearlite matrix of cast irons with different carbon and silicon contents 1.7%). The minimum carbon content (2.9%) and silicon (1.7%) is caused by the need to obtain a metal matrix without a metastable phase. Maximum (3.5 and 2.7%, respectively) production of a pearlite structure with an amount of ferrite of no more than 10%. The chromium content (o, 1–0.8%) is nickel 0.05–0.5%), vanadium. (0.15-0.5%), titanium To, 08-0.15}, nitrogen (0.0050, 02%), is selected from the condition of maximum hardening of the metal base. An increase in the concentration of elements above the upper limit increases the tendency of the pig iron to chill. The limits of the content of rare-earth metals (0.005-0.0 provide for obtaining castings without chilling and REM. The proposed cast iron is most efficiently used for the manufacture of castings of cylinder liners of internal combustion engines. The economic effect of the application will be 700 thousand rubles per year.

Claims (1)

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, ванадий, азот, титан, редкоземельные металлы и железо, отличающийся. тем, что, с целью повышения износостойкости в агрессивной среде, содержащей сернистый газ и двуокись углерода, он дополнительно содержит сурьму при следующем соот-CAST IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium, nitrogen, titanium, rare earth metals and iron, different. the fact that, in order to increase wear resistance in an aggressive environment containing sulfur dioxide and carbon dioxide, it additionally contains antimony in the following Ношении ингредиентов, мас.%: Wearing ingredients, wt.%: Углерод Carbon 2,9-3,5 2.9-3.5 Кремний Silicon 1,7-2,7 1.7-2.7 Марганец Manganese 0‘, 3-0,8 0 ‘, 3-0.8 Хром Chromium 0,1-0,8 0.1-0.8 Никель Nickel 0,05-0,8 0.05-0.8 Ванадий Vanadium 0,15-0,5 0.15-0.5 о about Азот Nitrogen 0,005-0,02 0.005-0.02 и* S and * S Титан Titanium 0,02-0,15 0.02-0.15 Редкоземельные Rare earth (L металлы metals 0,005-0,02 0.005-0.02 Сурьма Antimony 0,005-0,3 0.005-0.3 CZ Cz Железо Iron Остальное Rest —·> - ·> о about to to го с© go with ©
СИ >SI>
SU823520027A 1982-12-20 1982-12-20 Cast iron SU1062295A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823520027A SU1062295A1 (en) 1982-12-20 1982-12-20 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU823520027A SU1062295A1 (en) 1982-12-20 1982-12-20 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1062295A1 true SU1062295A1 (en) 1983-12-23

Family

ID=21038561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU823520027A SU1062295A1 (en) 1982-12-20 1982-12-20 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1062295A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР № 622362, кл. С 22 С 37/00, 1977. 2. Авторское свидетельство СССР № 428031, кл. С 22 С 37/00, 1975. . 3. Авторское свидетельство СССР № 931784, кл. С 22 С 37/10, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1062295A1 (en) Cast iron
CN110066958B (en) Production process of copper-chromium alloy vermicular graphite cast iron
SU1065493A1 (en) Cast iron
SU1636471A1 (en) Cast iron for rolls
SU926057A1 (en) Cast iron composition
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron
SU1068527A1 (en) Cast iron
SU1109461A1 (en) Cast iron
SU1712450A1 (en) Cast iron
SU1668459A1 (en) Cast iron
SU1219665A1 (en) Charge for melting
SU1089162A1 (en) Cast iron
SU1113422A1 (en) Cast iron
SU1013508A1 (en) Wear resistant cast iron
SU1122733A1 (en) High-tensile cast iron
SU1504280A1 (en) Casting iron
SU1721114A1 (en) Malleable cast iron
SU1735428A1 (en) Tool steel
SU1242537A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1357455A1 (en) Wear-resistant cast iron for casts
SU1117332A1 (en) Cast iron
RU2149915C1 (en) Alloy
SU1235973A1 (en) Cast iron
SU1444388A1 (en) Cast iron
SU1548243A1 (en) Iron for cast metal-rolling rolls