SU1235973A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1235973A1
SU1235973A1 SU843773464A SU3773464A SU1235973A1 SU 1235973 A1 SU1235973 A1 SU 1235973A1 SU 843773464 A SU843773464 A SU 843773464A SU 3773464 A SU3773464 A SU 3773464A SU 1235973 A1 SU1235973 A1 SU 1235973A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
stability
cast iron
carbonitrides
friction
iron
Prior art date
Application number
SU843773464A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Карпенко
Original Assignee
Гомельский 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 Гомельский политехнический институт filed Critical Гомельский политехнический институт
Priority to SU843773464A priority Critical patent/SU1235973A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1235973A1 publication Critical patent/SU1235973A1/en

Links

Landscapes

  • Braking Arrangements (AREA)

Description

1 one

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к изысканию серых чугунов дл  литых деталей двигател  внутреннего сгорани , к которым предъ вл ютс  повышенные требовани  по стабильности фрикционных свойств при трении с нагревом до 700°С в коррозионной среде.The invention relates to metallurgy, in particular, to finding gray cast iron for cast parts of an internal combustion engine, which are subject to increased requirements for the stability of frictional properties during friction with heating up to 700 ° C in a corrosive environment.

Цель изобретени  - повьшениё стабильности фрикционных свойств при трении в газовой коррозионной среде при нагреве до .The purpose of the invention is to improve the stability of frictional properties during friction in a gaseous corrosive environment when heated to.

Пример. Чугун выплавл ют в открытых индукционных печах (емкость тиглей 250 кг) методом переплава из шихты на основе лома легированного чугуна, передельного чугуна, гранулированного никел , меди, стального лома и ферросплавов. После расплавлени  передельного чугуна ,и лома присаживают добавки, перегревают расплав до 1500-1520 С, ввод т карбонитриды ниоби  и цери  и алюминий и выпускают в ковш, где производ т микролегирование чугуна оловом и модифицирование силикокальцием и ферросилицием Заливку облицованных кокилей и технологических проб производ т при 1380- 1400°С.Example. The cast iron is smelted in open induction furnaces (crucible capacity 250 kg) by remelting from a charge based on scrap iron, pig iron, granulated nickel, copper, steel scrap, and ferroalloys. After the pig iron has been melted and the scrap is added, the additives are superheated, the melt is heated to 1500–1520 ° C, niobium and cerium carbonitrides and aluminum are introduced, and released into the ladle, where they are micro-alloyed with tin and modified by silicocalcium and ferrosilicon. at 1380-1,400 ° C.

Химический состав известного и предлагаемого чугунов приведен в табл.1.The chemical composition of the known and proposed cast iron is given in table.1.

Введение в состав чугуна карбонит ридов ниоби  повьпиает стабильность . структуры и твердости чугуна, упрочн ет металлическую основу, способству  образованию фаз в структуре, не склонных к расслоению с матрицей, в результате чего повышаетс  стабильность фрикционных свойств при повышенных температурах и в коррозионной среде. При концентрации карбонит ридов ниоби  до 0,12 мас.% не достигаетс  стабильных фрикционных свойст при в коррозионной среде, а при увеличении содержани  карбонит- ридов более 0,85 мас.% начинает про вл тьс  их графитизирующее вли ние и выдел тьс  междендритные включени  графита и карбонитридов, снижающее механические свойства чугуна в отливках .The introduction of niobium carbonite to cast iron makes it more stable. structure and hardness of cast iron, strengthens the metal base, facilitating the formation of phases in the structure, not prone to delamination with the matrix, resulting in increased stability of the frictional properties at elevated temperatures and in a corrosive environment. At a concentration of carbonitious reads of niobium up to 0.12 wt.%, Stable frictional properties are not achieved when in a corrosive environment, and with an increase in the content of carbonitrides of more than 0.85 wt.%, Their graphitizing effect begins to appear and interdendritic graphite inclusions appear. and carbonitrides, reducing the mechanical properties of cast iron in castings.

Упрочнение матрицы и повышение ее стабильности, удароустойчивости и твердости обеспечивает микролегирование карбонитридами цери  в количестве 0,03-0, 15 мас.%. При увеличении содержани  карбонитридов болееHardening the matrix and increasing its stability, impact resistance and hardness provides microalloying with cerium carbonitrides in an amount of 0.03-0, 15 wt.%. With increasing carbonitride content more

359732359732

0,15 мас.% значительно увеличиваетс  отбел чугуна в отливках, снимаетс  стрела прогиба , что сказываетс  на снижении стабильности фрикционных S свойств. При содержании карбонитридов цери  до 0,03 мас.% их вли ние на стабильность структуры, фрикцион- . ных и механических свойств оказываетс  незначительно.0.15 wt.% Significantly increases chill iron casting in castings, the deflection boom is removed, which affects the stability of friction properties of S. When the content of cerium carbonitrides is up to 0.03 wt.%, Their influence on the stability of the structure, friction -. mechanical and mechanical properties are negligible.

10 при совместном введении карбонит- риды ниоби  и цери , которые концентрируютс  внутри литого зерна, при трении при 700°С в коррозионной среде не склонны к образованию полостей 55 путем расслоени  с металлической матрицей, а стабильность фрикционных свойств чугунов повышаетс  более существенно . При этом экспериментально установлено, что при увеличении кон20 центрации кальци  до 0,10-0,16, когда10, with the simultaneous introduction of carbon niobium and cerium carbonitrides, which are concentrated inside the cast grain, when rubbed at 700 ° C in a corrosive environment, they are not prone to the formation of cavities 55 by delamination with the metal matrix, and the stability of the friction properties of the cast iron increases more significantly. It was experimentally established that with an increase in the concentration of calcium to 0.10–0.16, when

и междендритные включени  графита и карбонитридов заключены в оболочку кальци , стабильность фрикционных свойств чугунов в коррозионной средеand interdendritic inclusions of graphite and carbonitrides are enclosed in a calcium shell, the stability of the frictional properties of cast irons in a corrosive environment

25 при 700 С вьпие.25 at 700 C above.

В чугуне повышены верхние пределы концентрации марганца и фосфора, чтобы компенсировать графитизирующее вли ние карбонитридов ниоби  и каль30 ци . Кроме того, действу  как иноку- пкрующ е компоненты, карбонитриды  иоби  и цери  в заданном сочетании графитирующими и отбеливаюор1ми элементами благопри тно вли ют на коли-.In the iron, the upper limits of the concentration of manganese and phosphorus are increased in order to compensate for the graphitizing effect of niobium carbonitrides and calcium. In addition, I act as inoculum components, carbonitrides of iobi and cerium in a given combination of graphitizing and bleaching materials, which have a favorable effect on the amount of coli.

35, честно дополнительных центров кристаллизации , преп тству  развитию зон транскристаллизации, что также повышает стабильность фрикционных свойств чугунов в отливках.35, honestly, additional crystallization centers, hindering the development of transcrystallization zones, which also increases the stability of the frictional properties of cast irons in castings.

40 Таким образом, введение в состав чугуна карбонитридов ниоби  и цери  в згщанных соотношени х при повьш1ен- ной концентрации кальци  обеспечивает получение чугуном комплекса но45 вых фрикционных свойств, сочетающих в себе высокую стабильность при трении в коррозионных средах с температурой до 700 С и повышенную сопротивл емость задиру и ударным нагруз50 кам.40 Thus, the introduction of carbonitrides of niobium and cerium into the composition of cast iron in reduced ratios at elevated calcium concentrations provides the complex with new frictional properties, which combine high stability under friction in corrosive environments with temperatures up to 700 ° C and increased resistance. bully and shock loads 50 cams.

Введение в чугун марганца в количестве 0,7-1,3 мас.% способствует упрочнению и измельчению структуры, что обеспечивает повышение трещино- 55 устойчивости, пластичности и стабильности фрикционных свойств при трении в коррозионной среде при температурах до 700 С. В предлагаемом чугуThe introduction of manganese in an amount of 0.7-1.3 wt.% In cast iron promotes hardening and grinding of the structure, which ensures an increase in the crack resistance, plasticity, and stability of frictional properties during friction in a corrosive environment at temperatures up to 700 C. In the proposed iron

не верхний предел концентрации маргаца повышают до 1,3 мас,%, чтобы компенсировать графитизирующее вли ние карбонитридов ниоби  и кальци . При содержании марганца более 1,3 мас.% снижаетс  стабильность структуры и фрикционных свойств, а при концентрации марганца до 0,7 мас.% снижаютс  пластические свойства, сопротивл емость задиру и стабильность коэффициента трени  при 700 С в коррозионной среде.The upper limit of the concentration of manganese is increased to 1.3 wt.%, in order to compensate for the graphitizing effect of niobium and calcium carbonitrides. When the content of manganese is more than 1.3 wt.%, The stability of the structure and frictional properties decreases, and when the concentration of manganese is up to 0.7 wt.%, The plastic properties, resistance to tearing and stability of the friction coefficient at 700 ° C in a corrosive environment are reduced.

Введение в чугун 0-,3-0,5 мас.% хрома микролегирует металлическую основу, стабилизирует перлит в широком интервале температур и повышает фрикционную теплостойкость и стабильность коэффициента трени  при 700 С в коррозионной среде. Содержание хрома выбираетс  с учетом следующего при содержании хрома до 0,3 мас.% существенно уменьшаетс  фрикционна  теплостойкость, а при увеличении концентрации хрома более 0,5 мае.7, повышаетс  отбел и снижаютс  стрела проги- ба и стабильность коэффициента трени  при 700 С в коррозионной среде.The introduction of 0-, 3-0.5% by weight of chromium into the cast iron microlegates the metal base, stabilizes perlite in a wide temperature range and increases the frictional heat resistance and stability of the friction coefficient at 700 ° C in a corrosive environment. The chromium content is selected taking into account the following, when the chromium content is up to 0.3 wt.%, The frictional heat resistance decreases significantly, and with an increase in the chromium concentration of more than 0.5 May. 7, chill bones increase and the propeller boom decreases and the stability of the friction coefficient at 700 ° C corrosive environment.

Никель в количестве 0,6-1,2 мае,% легирует матрицу и повьш1ает сопротивл емость задиру и стабильность коэффициента трени . При концентрации никел  до 0,6 мае.7 сопротивл емость задиру и стабильность коэффициента 700° СNickel in the amount of 0.6–1.2 May,% dopes the matrix and increases the resistance to tearing and stability of the friction coefficient. At a nickel concentration of up to 0.6 May.7, the resistance to tearing and stability of the coefficient 700 ° С

трени  приtraining at

недостаточны, а приinsufficient

повышении содержани  никел  более 1,2 мас.% увеличиваетс  износ при трении и стабильность фрикционных свойств.an increase in the nickel content of more than 1.2% by weight increases friction wear and friction stability.

Содержание молибдена повышают до 0,5-0,9 мас.% с учетом того, что при концентрации молибдена до 0,5 мас. высокий износ при трении и низка  стабильность фрикционньЕХ свойств в коррозионных средах, а при увеличении содержани  молибдена более 0,9 мас.% повышаетс  хрупкость чугуна , снижаютс  предел прочности при изгибе и сопротивление чугуна задируThe content of molybdenum is increased to 0.5-0.9 wt.% Taking into account the fact that when the concentration of molybdenum to 0.5 wt. high wear under friction and low stability of friction properties in corrosive environments, and with an increase in the molybdenum content of more than 0.9 wt.%, the brittleness of cast iron increases, the flexural strength and the resistance of cast iron to tearing decrease.

Медь вводитс  дл  повышени  пластичности , сопротивл емости задиру и стабильности коэффициента трени  в Коррозионных средах. При концентрации меди до 0,2 мас.% ее вли ние недостаточно , а при концентрации меди более 1,0 мас.% повьшаетс  содержа- 1ше феррита в структуре и снижаетс  фрикционна  теплостойкость и стабиль кость фрикционных свойств.Copper is introduced to improve ductility, tear resistance and friction stability in Corrosive environments. When the concentration of copper is up to 0.2 wt.%, Its influence is insufficient, and if the concentration of copper is more than 1.0 wt.%, The content of ferrite in the structure increases and the frictional heat resistance and stability of frictional properties decrease.

10ten

: 25: 25

359734359734

Алюминий вводитс  как эффективна  микролегирующа  добавка,способствующа  стабилизации структуры и фрикционных свойств в коррозионных средах при повышенных температурах. Его содержание , при котором отмечаетс  существенное повышение стабильности структуры и фрикционных свойств, составл ет 0,1 мас.%, а при повышении его концентрации более 0,4 мас.% усиливаетс  неоднородность структуры и стабильность фрикционной теплостойкости .Aluminum is introduced as an effective micro-alloying additive, helping to stabilize the structure and frictional properties in corrosive environments at elevated temperatures. Its content, at which a significant increase in the stability of the structure and frictional properties is noted, is 0.1 wt.%, And with an increase in its concentration of more than 0.4 wt.%, The heterogeneity of the structure and stability of the frictional heat resistance increase.

Пределы содержани  фосфора выбираютс  с учетом того, что именно при концентрации 0,05-0,2 мас.% высокотемпературна  износостойкость в коррозионных средах и стабильность коэффициента трени  максимальны.The limits of the phosphorus content are chosen taking into account the fact that it is at a concentration of 0.05-0.2 wt.% That the high-temperature wear resistance in corrosive environments and the stability of the coefficient of friction are maximum.

Олово в количестве 0,03-0,07 мас./S оказывает перлитизирующее вли ние на структуру и стабилизирующее вли ние на коэффициент трени , а кальций в количестве 0,1-0,16 мае.7, модифицирует структуру, очищает границы зерен , улучшает форму графита и стабильность фрикционных свойств в коррозионных средах.Tin in an amount of 0.03-0.07 wt. / S has a perlite effect on the structure and a stabilizing effect on the coefficient of friction, and calcium in an amount of 0.1-0.16 May, 7, modifies the structure, clears the grain boundaries, improves the shape of graphite and the stability of frictional properties in corrosive environments.

1515

2020

Содержание основных компонентов (углерод 2,7-3,2 мас.% и кремний 1j2-2,0 мас.%) исключает образование отбела в фрикционных отливках, улучшает стабильность структуры, механических свойств, износостойкости при трении в коррозионных средах. При содержании углерода до 2,7 мас.% и кремни  до 1,2 мас.% существенно увеличиваетс  отбел, снижаютс  стрела прогиба, предел прочности при изгибе и стабильность коэффициента трени , а при концентрации углерода более 3,2 мас.% и кремни  более 2,0 мас.% отмечаетс  укрупнение графита, снижение сопротивл емости задиру при температурах 20-700 С и фрикционной теп- лостойкости.The content of the main components (carbon 2.7-3.2 wt.% And silicon 1j2-2.0 wt.%) Eliminates the formation of chill in friction castings, improves the stability of the structure, mechanical properties, wear resistance during friction in corrosive environments. With a carbon content of up to 2.7 wt.% And silicon up to 1.2 wt.%, Chisel significantly increases, the deflection boom, flexural strength and stability of the coefficient of friction decrease, and with a carbon concentration of more than 3.2 wt.% And silicon more 2.0 wt.%. There is an increase in graphite, a decrease in the resistance to tearing at temperatures of 20–700 ° C and frictional heat resistance.

Фрикционные свойства чугунов известного и предлагаемого составов .определ ют на установке МКФ-1М при возвратно-вращательном движении с амплитудой 50±5 мкм, частотой Гц и нагружением в осевом направлении 1500-2500 Н. Коррозионной средой служит сернистый газ, температура которого измен етс  от 20 до 700 с. Оценку фрикционной теплостойкости чугуна определ ют на установке УМТ-Ш при . нагружении в осевом направлении сила512The friction properties of cast irons of known and proposed compositions are determined on an MKF-1M installation with a reciprocating rotational movement with an amplitude of 50 ± 5 µm, a frequency of Hz, and loading in the axial direction of 1500-2500 N. The corrosive medium is sulfur dioxide, whose temperature varies from 20 to 700 s. The estimation of the frictional heat resistance of cast iron is determined on the UMT-III installation at. axial loading force512

ми 1500-3900 Н. Результаты испытаний приведены в табл. 2.MI 1500-3900 N. The test results are shown in Table. 2

Испытани  показывают, что чугун, дополнительно микролегированный кар- бонитридами ниоби  и цери , содержит меньше технологических примесей и газов, обладает относительно дисперсными и компактными структурными составл ющими и неметаллическими включени ми и более стабильной и высокой эксплуатационной стойкостью, что обеспечивает в сравнении с известнымTests show that cast iron, additionally microalloyed with niobium and cerium carbonitrides, contains less process impurities and gases, has relatively dispersed and compact structural components and non-metallic inclusions and more stable and high operational durability, which provides in comparison with the known

Примечание. Углерод определ ют химическим путем, а другие компоненты - микрорентгеноспектральным анализом.Note. Carbon is determined chemically, and other components are determined by X-ray microanalysis.

чугуном повышение -плотности отливок и .пьност1| фрикционных свойств.cast iron increase-density castings and .nost1 | friction properties.

При уменьшении и увеличении содержани  карбонитридов в п редпагаемомWith a decrease and increase in the content of carbonitrides in predpagayem

5 чугуне стабильность фрикционных5 cast iron friction stability

свойств чугунов в отливках существенно снижаетс . Металлографические исследовани  показывают,что микроструктура отливок из предлагаемого чугунаThe properties of cast iron in castings are significantly reduced. Metallographic studies show that the microstructure of castings from the proposed iron

10 при литье в кокипь и сухие жидкосте- кольные формы более мелкозерниста , чем в отливках из известного чугуна.10, when casting in coconut and dry liquid glass forms, there is more fine-grained than in cast iron.

Таблица 1Table 1

Снижение фрикционной теплостойкости при нагреве с 20 до в коррозионной газовой среде, %Reduction of frictional heat resistance when heated from 20 to in a corrosive gaseous environment,%

Износ при трении, мг/ч, приFriction wear, mg / h, with

Редактор Н. ЯцолаEditor N. Yatsola

Составитель Н, ШепитькоCompiled H, Shepitko

Техред В.Кадар Корректор В. Синицка Tehred V. Kadar Proofreader V. Sinitska

Заказ 3065/26 Тираж 567ПодписноеOrder 3065/26 Circulation 567 Subscription

ВНИИПИ Государственного комитетА СССРVNIIPI USSR State Committee

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, st. Project, 4

Т а б Л-и ц а 2Table 2

10ten

2323

2121

Claims (1)

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, молибден, медь, алюминий, фосфор, олово, кальций и железо,' отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности фрикционных свойств при трении в газовой коррозионной среде при нагреве до 700 С, он дополнительно содержит карбонитриды ниобия и карбонитриды церия при· следующем соотношении компонентов,CAST IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, molybdenum, copper, aluminum, phosphorus, tin, calcium and iron, 'characterized in that, in order to increase the stability of frictional properties during friction in a gas corrosive environment when heated to 700 ° C , it additionally contains niobium carbonitrides and cerium carbonitrides in the following ratio of components, мае.%: May.%: Углерод Carbon 2,7-3,2 2.7-3.2 Кремний Silicon 1,2-2,0 1.2-2.0 Марганец Manganese 0,7-1,3 0.7-1.3 Хром Chromium 0,3-0,5 0.3-0.5 Никель Nickel 0,6-1,2 0.6-1.2 Молибден Molybdenum 0,5-0,9 0.5-0.9 Медь Copper 0,2-1,0 0.2-1.0 Алюминий Aluminum 0,1-0,4 0.1-0.4 Фосфор Phosphorus 0,05-0,2 0.05-0.2 Олово Tin 0,03-0,07 0.03-0.07 Кальций Calcium 0,10-0,16 0.10-0.16 Г5 G5 Карбонитриды Carbonitrides <g <g ниобия Карбонитриды niobium carbonitride 0,12-0,85 0.12-0.85 to to церия cerium 0,03-0,15 0.03-0.15 с from Железо Iron Остальное Rest 5 5
ГО со СЛ с© м соGO with SL with © m with 0,0
SU843773464A 1984-07-18 1984-07-18 Cast iron SU1235973A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843773464A SU1235973A1 (en) 1984-07-18 1984-07-18 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843773464A SU1235973A1 (en) 1984-07-18 1984-07-18 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1235973A1 true SU1235973A1 (en) 1986-06-07

Family

ID=21131814

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843773464A SU1235973A1 (en) 1984-07-18 1984-07-18 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1235973A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107988545A (en) * 2017-11-10 2018-05-04 江苏恒悦机械有限公司 A kind of method that steel scrap recycling prepares ductile cast iron casting

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент GB № 1154222, кл. С 7 А, 1969. Авторское свидетельство СССР 926097, кл. С 22 С 37/10, 1980. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107988545A (en) * 2017-11-10 2018-05-04 江苏恒悦机械有限公司 A kind of method that steel scrap recycling prepares ductile cast iron casting

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1235973A1 (en) Cast iron
RU2337996C1 (en) High-strength antifrictional cast iron
SU1444388A1 (en) Cast iron
SU1139766A1 (en) Cast iron
RU2040575C1 (en) Modifying agent for cast iron
SU1406205A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1765238A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1296622A1 (en) High-strength cast iron
SU1749294A1 (en) High strength cast iron
SU1313887A1 (en) Malleable iron
SU1359328A1 (en) High-strength cast iron
RU2002848C1 (en) Cast iron
SU550454A1 (en) Cast iron
SU1705395A1 (en) Cast iron
SU1239162A1 (en) Inoculating mixture
SU1113422A1 (en) Cast iron
SU926057A1 (en) Cast iron composition
SU1117333A1 (en) Malleable cast iron
SU1752812A1 (en) Alloy for alloying and deoxidation of steel
SU1712450A1 (en) Cast iron
SU1062295A1 (en) Cast iron
SU1375675A1 (en) Cast iron
SU1752819A1 (en) Antifriction cast iron
SU1285046A1 (en) Cast iron
SU1700085A1 (en) Cast iron for thin-wall castings