SU1167228A1

SU1167228A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1167228A1
Application number: SU833599427A
Authority: SU
Inventors: Евгений Иванович Шитов; Семен Наумович Леках; Леонид Леонидович Счисленок; Александр Александрович Ажгиревич; Ирина Романовна Зенович
Original assignee: Белорусский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1983-06-01
Filing date: 1983-06-01
Publication date: 1985-07-15

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, ванадий, никель. титан, медь и железо, отличающийс тем, что, с целью повьшени эксплуатационных свойств чугуна при сохранении его механических свойств, он дополнительно содержит сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%: 3,0-3,4 Углерод 1,6-2,2 Кремний 0,005-0,040 Марганец 0,3-0,5 Ванадий 0,15-0,50 Никель 0,1-0,3 Титан 0,3-0,8 Медь 0,05-0,14 Сурьма Железо ОстальноеCAST IRON, containing carbon, silicon, manganese, vanadium, nickel. titanium, copper and iron, characterized in that, in order to improve the performance properties of cast iron while maintaining its mechanical properties, it additionally contains antimony in the following ratio of components, wt.%: 3.0-3.4 Carbon 1.6-2, 2 Silicon 0.005-0.040 Manganese 0.3-0.5 Vanadium 0.15-0.50 Nickel 0.1-0.3 Titanium 0.3-0.8 Copper 0.05-0.14 Antimony Iron Else

Description

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано для изготовления деталей, работающих под 5 давлением.The invention relates to foundry, and in particular to compositions of high-carbon iron alloys, and can be used for the manufacture of parts operating under 5 pressure.

Целью изобретения является повышение эксплуатационных свойств чугуна при сохранении его механических свойств на высоком уровне. 10The aim of the invention is to increase the operational properties of cast iron while maintaining its mechanical properties at a high level. 10

Введение в состав чугуна сурьмы существенно изменяет микроструктуру чугуна. Изменяя условия кристаллизации эвтектоида, сурьма измельчает эвтектическое зерно и повышает его дисперсность. Микротвердость перлита увеличивается от 190-250 до 280-300 Н при повышении концентрации сурьмы до 0,14%. Включения графита измельчают (60-120 мк) и рав- 20 номерно располагаются в металлической основе. Повышение содержания сурьмы в чугуне предлагаемого состава приводит к появлению карбидов по границам первичных зерен, что не ₂₃дает повышения герметичности и отрицательно сказывается на механических свойствах материала.The introduction of antimony in cast iron significantly changes the microstructure of cast iron. By changing the crystallization conditions of the eutectoid, antimony grinds the eutectic grain and increases its dispersion. The microhardness of perlite increases from 190-250 to 280-300 N with an increase in the concentration of antimony to 0.14%. Graphite inclusions are crushed (60-120 microns) and uniformly 20 are arranged in a metal base. The increase in the antimony content in the cast iron of the proposed composition leads to the appearance of carbides along the boundaries of the primary grains, which does not ₂₃ increase the tightness and adversely affect the mechanical properties of the material.

Ванадий, никель, титан и медь стабилизируют металлическую основу чугуна, уменьшают влияние температурных факторов на процесс кристаллизации, измельчают включения графита, способствуют более равномерному распределению их в структуре. Перечисленные факторы оказывают положитель- 35 ное влияние на герметичность отливок.Vanadium, nickel, titanium and copper stabilize the metal base of cast iron, reduce the influence of temperature factors on the crystallization process, grind graphite inclusions, and contribute to a more uniform distribution in the structure. The listed factors have a positive effect on the tightness of castings.

Пределы содержания компонентов установлены исходя из благоприятного сочетания структуры и герметичности чугуна. Нижние пределы -содержания ⁴⁰углерода 3 мас.% и кремния 1,6 мас.% обусловлены получением перлитной структуры с содержанием эвтектических карбидов не более 2%. Верхние пределы по углероду 3,4 мас.% и ⁴⁵ кремнию 2,2 мас.% связаны с получением структуры феррита не более 3%.The limits for the content of components are established on the basis of a favorable combination of structure and tightness of cast iron. The lower limits for the contents of ⁴⁰ carbon 3 wt.% And silicon 1.6 wt.% Are due to the production of a pearlite structure with a content of eutectic carbides of not more than 2%. The upper carbon limits of 3.4 wt.% And ⁴⁵ silicon of 2.2 wt.% Are associated with obtaining a ferrite structure of not more than 3%.

Нижние пределы содержания марганца 0,005 мас.%, ванадия 0,3 мас.%, никеля 0,15 мас.%, титана 0,1 мас.% меди 0,.3 мас.% выбираются из усло!вия повышения герметичности сплава при минимальной степени легирования.The lower limits of the content of manganese are 0.005 wt.%, Vanadium 0.3 wt.%, Nickel 0.15 wt.%, Titanium 0.1 wt.% Copper 0 .3 wt.% Are selected from the condition of increasing the tightness of the alloy with a minimum degree of alloying.

Повышение содержания сурьмы выше 0,14 мас.% и ванадия выше 0,5 мас.% приводит к кристаллизации сплава по метастабильной диаграмме, содержание никеля, титана, меди выше соответственно 0,5, 0,3 и 0,8 мас.% увеличивает размеры включения графита.An increase in the content of antimony above 0.14 wt.% And vanadium above 0.5 wt.% Leads to crystallization of the alloy according to the metastable diagram, the content of nickel, titanium, copper above respectively 0.5, 0.3 and 0.8 wt.% Increases graphite inclusion sizes.

При содержании марганца более 0,04 мас.% в структуре материала значительно увеличивается доля ферритной составляющей.When the manganese content of more than 0.04 wt.% In the structure of the material significantly increases the proportion of ferritic component.

Пример. Для изучения структуры и свойств предлагаемого материала были выплавлены сплавы предлагаемого состава с различным содержанием ингредиентов, а также известного состава со средним содержанием компонентов.Example. To study the structure and properties of the proposed material were smelted alloys of the proposed composition with different contents of ingredients, as well as a known composition with an average content of components.

Технология получения предлагаемого сплава заключается в расплавлении высокоуглеродистых окатышей, вводе в расплав ферросплавов кремния (75% Si), ванадия (45% V), титана (45% Ti) и технического никеля (98% Ni), кристаллической сурьмы и электролитической меди.The technology for producing the proposed alloy consists in the melting of high-carbon pellets, introducing silicon (75% Si), vanadium (45% V), titanium (45% Ti) and industrial nickel (98% Ni), crystalline antimony and electrolytic copper into the melt of ferroalloys.

Химические составы чугунов и результаты исследований представлены в таблице.Chemical compositions of cast irons and research results are presented in the table.

Как видно из таблицы, сплав предлагаемого состава обладает более высокой герметичностью. Это определяется структурой материала. В известном сплаве включения графита имеют размеры от 40 до 220 мк и неравномерно расположены в металлической матрице,.кроме этого, вокруг включений графита располагается область феррита, присутствие которого в первую очередь объясняется наличием высокого марганца в чугуне. Наличие даже тонкого слоя до 3-8 мк феррита вокруг крупных включений графита ослабляет металлическую основу чугуна и снижает его герметичность.As can be seen from the table, the alloy of the proposed composition has a higher tightness. This is determined by the structure of the material. In the known alloy, graphite inclusions have sizes from 40 to 220 microns and are unevenly located in the metal matrix. In addition, a region of ferrite is located around graphite inclusions, the presence of which is primarily due to the presence of high manganese in cast iron. The presence of even a thin layer of up to 3-8 microns of ferrite around large inclusions of graphite weakens the metal base of cast iron and reduces its tightness.

Предлагаемый состав целесообразно использовать для изготовления корпусных деталей насосов гидрооборудования, работающих при давлениях не более 6 атм.It is advisable to use the proposed composition for the manufacture of body parts for hydraulic equipment pumps operating at pressures of not more than 6 atm.

Claims

PIG IRON containing carbon, silicon, manganese, vanadium, nickel, titanium, copper and iron, characterized in that, in order to increase the operational properties of cast iron while maintaining its mechanical properties, it additionally contains antimony in the following ratio of components, wt.%:

Carbon 3.0-3.4 Silicon 1.6-2.2 Manganese 0.005-0.040 Vanadium 0.3-0.5 Nickel 0.15-0.50 Titanium 0.1-0.3 Copper 0.3-0.8 Antimony ‘0.05-0.14 Iron Rest £

cx m to to 00