SU1104180A1

SU1104180A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1104180A1
Application number: SU833599428A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Шитов; Анатолий Григорьевич Слуцкий; Сергей Валентинович Киселев; Семен Наумович Леках; Леонид Леонидович Счисленок
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1984-07-23

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, молибден, сурьмуи желе,зо, отличающийс тем, что, с целью улучшени окалинестойкости и ростоустойчивости, он дополнительно содержит кальций и никель при следующем соотношении компонентов , мас.%: Углерод 3,0-3,4 Кремний 1,6-3,0 Марганец . 0,005-0,04 Молибден 0,1-0,4 Сурьма 0,05-0,1 Никель 1,0-2,0 Кальций 0,001-0,02 Железо ОстальноеCAST IRON containing carbon, silicon, manganese, molybdenum, antimony and jelly, characterized in that, in order to improve the scaling resistance and anti-aging, it additionally contains calcium and nickel in the following ratio, wt.%: Carbon 3.0-3, 4 Silicon 1.6-3.0 Manganese. 0.005-0.04 Molybdenum 0.1-0.4 Antimony 0.05-0.1 Nickel 1.0-2.0 Calcium 0.001-0.02 Iron Rest

Description

Изобретение относитс к литейном производству, ,а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано дл изготовлени ответственных отливок,рабо тающих в услови х повышенных Температур . Известен чугун l }, содержащий, мае.%: Углерод 3,0-3,А Кремний 1,6-2,2 Марганец 0,005-0,04 Сера 0,1-0,2 Сурьма 0,15-0,25 Железо Остальное Однако известный сплав имеет недо таточную степень легировани металли ческой основы и неравномерное распр деление графита в структуре. Р аиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаем му эффекту вл етс чугуп 21 следу щего химическогч) состава, мас.%: Углерод 3,0-3,4 Кремний 1 ,6-2,2 Марганец 0,005-0,04 Сера 0,08-0,10 Сурьма 0,05-0,14 loJП- бдe} 0,1-0,4 Железо Остальное Нзвестньш чугун имеет в своем сос таве элемезиы, стабилизирующие карбидную фазу и легирующие стр.уктурн мё составл ющие материалы, что обуславливает удовлетворительные механические свойства чугуна. Однако при повьЕненных температура необратимое увеличение объема матери ала и низка окалиностойкость вызыва ют поломки сопр гаемых деталей маишн Цель изобретени - улучшение окал ностойкости и ростоустойчивости. Дл достижени указанной цели в состав сплава дополнительно введен нике-ль и кальций при следуюгцем соот ношении компонентов, мас.%: Углерод 3,0-3,4 Кремний 1,6-3,О Марганец 0,005-0,04 Молибден 0,1-0,4 Сурьма 0,05-0,1 Никель1,0-2,0 Кальций0,001-0,02 Железо Остальное Как примесь в сплаве может присут ствовать сера в количестве до 0,05%, Пределы содержани компонентов выбирают исход из наиболее благопри 80г тного сочетани структуры и свойств чугуна. Нижний предел по содержанию углерода и кремни органичен получением структуры без включений звтектического цементита, верхний - получением перлитной основы с включени ми феррита не более 2%. Нижний предел по содержанию молибдена, сурьмы, никел и кальци должен обеспечивать повышение жаростойкости и ростоустойчивости при минимальном легировании металлической матрицы. Увеличение концентрации перечисленных элементов выше верхпего предела способствует повыизению указа 1ныХ свойств и экономически не целесообразно. Оптимальный состав сплава содержит, %: углерод 3i,2, кремний 1,8, марганец 0,023, молибден 0,25, сурьма 0,08, никель 1,5, кальций 0,011. Технологи получени предлагаемого сплава заключаетс в расплавлении металлизовапных высокоуглеродистых окатышей, введении в расплав ферросплавоБ кремни (75% Si ). молибдена (45% МО), кристаллической сурьмы и технического никел . Силикокальций вводитс в ковш перед заливкой. Расчет шихты осуществл етс с учетом усвоени кремни , сурьмы, никел на уровне 85-90%, молибдена и кальци на уровне 80-85%. Наличие в составе чугуна кальци рафинирует сплав и в процессе эвтектической кристаллизации очищает гранишл зерен от неметаллических включе НИИ, дополнительно легирует структурные составл ющие и повышает плотность чугуна. Перечисленные факторы положительно гзли ют на ростоустойчивость и окалиностойкость 1угуна. П р и м е р. Дл изучени структуры и свойств чугуна предлагаемрго состава выплавл ют сплавы с различ Ы1. содержатшем компонентов. Дл сравнительных испытаний используетс чугун звестного состава с содержанием ингредиентов на среднем уровне. Плавка угуна проводитс в индукцио.нной пеи с использованием низкомарганцовистой шихты - высокоуглеродистых еталлизованных окатышей. Образцы л испытаний заливают в сухую песчаную форг-iy. И испытани па окалиностойость и ростоустойчивость провод т ри 700°С и 500°С соответственно.The invention relates to a foundry industry, namely, to compositions of high carbon iron alloys, and can be used to make critical castings operating at elevated temperatures. Known cast iron l}, containing, in May.%: Carbon 3.0-3, And Silicon 1.6-2.2 Manganese 0.005-0.04 Sulfur 0.1-0.2 Antimony 0.15-0.25 Iron The rest, however, the known alloy has an insufficient degree of doping of the metal base and uneven distribution of graphite in the structure. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is cast iron 21 following chemical composition, wt%: Carbon 3.0-3.4 Silicon 1, 6-2.2 Manganese 0.005-0.04 Sulfur 0 , 08-0.10 Antimony 0.05-0.14 loJP-bde} 0.1-0.4 Iron Remaining Known cast iron has elements in its composition, stabilizing the carbide phase and alloying materials, causes satisfactory mechanical properties of cast iron. However, with the temperature above, an irreversible increase in the volume of the material and low scaling resistance cause breakdowns of the mating parts associated with the object. The purpose of the invention is to improve the heat and corrosion resistance. In order to achieve this goal, nickel and calcium were additionally introduced into the composition of the alloy at the following ratio of components, wt%: Carbon 3.0-3.4 Silicon 1.6-3, O Manganese 0.005-0.04 Molybdenum 0.1 -0.4 Antimony 0.05-0.1 Nickel1.0-2.0 Calcium0.001-0.02 Iron Rest As an impurity in the alloy, sulfur can be present in amounts up to 0.05%. The limits of the content of components are chosen on the basis of the most favorable combination of the structure and properties of cast iron. The lower limit on the carbon and silicon content is organic to obtain a structure without inclusions of zintectic cementite, the upper one to obtain a pearlite base with ferrite inclusions of no more than 2%. The lower limit for the content of molybdenum, antimony, nickel and calcium should provide an increase in heat resistance and high stability with minimal doping of the metal matrix. An increase in the concentration of the listed elements above the upper limit contributes to the increase of the decree of 1HH properties and is not economically expedient. The optimum composition of the alloy contains,%: carbon 3i, 2, silicon 1.8, manganese 0.023, molybdenum 0.25, antimony 0.08, nickel 1.5, calcium 0.011. The technology for producing the proposed alloy consists in melting metal-rich high-carbon pellets, introducing ferroalloy silicon (75% Si) into the melt. molybdenum (45% MO), crystalline antimony and technical nickel. Silicocalcium is introduced into the ladle before pouring. The charge is calculated taking into account the absorption of silicon, antimony, nickel at the level of 85-90%, molybdenum and calcium at the level of 80-85%. The presence of calcium in the cast iron refines the alloy and in the process of eutectic crystallization clears the grain of the nonmetallic inclusions from scientific research institutes, additionally dopes the structural components and increases the density of the iron. These factors are positive for the stability and scale resistance of 1gun. PRI me R. In order to study the structure and properties of cast iron of the proposed composition, alloys are produced with different L1. contains components. For comparative tests, a cast iron of known composition with an average grade of ingredients is used. The melting of the slug is carried out in an inductive pei using a low-manganese blend - high-carbon etalizirovanny pellets. Samples l tests poured into dry sand forg-iy. Both the tests of scale resistance and the resistance to wear were carried out at 700 ° C and 500 ° C, respectively.

3 3

Составы еплаврв и результаты иг,-Предлагаемый состав чугуна целесоследований представлены в таблице,образно использовать дли изготовлени The compositions of the furnaces and the results of the IG, -The proposed composition of the cast iron of the sequences are presented in the table, figuratively used for the manufacture of

Как видно из таблицы, дополнитель-толкателей машин дл лить под давленьш ввод в сплав никел и кальци нием. Ожидаемьш годовой экономическийAs can be seen from the table, the additional pushers of machines for casting under the pressure of the input of nickel and calcium into the alloy. Expected annual economic

значительно повышает ростоустойчи- .j эффект от внедрени предлагаемогоSignificantly increases the Rostostai- .j effect of the implementation of the proposed

вость и окалиностойкость.сплава составит 37,0 тыс,руб.the viscosity and oxidation resistance of the alloy will be 37.0 thousand rubles.

Известный Средний 3,2 1,9 0,022 0,25 0,09 ПредлагаНижний3 ,0 1,60,0050,10,05 емый Средний3,2 1,80,0230,250,08 Верхний3,4 3,00,040,40,1 Ниже нижнего3,0 1,60,0050,10,05 верхнего3,4 3,00,040,40,1Known Average 3.2 1.9 0.022 0.25 0.09 Proposal Low3, 0 1.60.0050.10.05 Effective 3.23 1.80.0230.250.08 Upper3.4 3.00.040.40.1 Below the lower 3.0 of 1.60,0050,10,05 top 3,4 3,00,040,40,1

0,360.36

1,7 1,0 0,0010,90,16 1,50,0110,10,09 2,0 0,020,060,04 . 0,75 0,0011,70,36 2,4 0,0251,750,441.7 1.0 0.0010.90.16 1.50.0110.10.09 2.0 2.0 0.020.060.04. 0.75 0.0011.70.36 2.4 0.0251.750.44

Claims

PIG IRON containing carbon, silicon, manganese, molybdenum, antimony jelly. Zo, characterized in that, in order to improve the scale resistance and growth resistance, it additionally contains calcium and nickel in the following ratio, wt.%:

Carbon 3.0-3.4 Silicon 1.6-3.0 Manganese . 0.005-0.04 Molybdenum 0.1-0.4 Antimony 0.05-0.1 Nickel 1.0-2.0 Calcium 0.001-0.02 Iron Rest ABOUT

1 104180 g