SU1281600A1 - Wear-resistant white cast iron - Google Patents

Wear-resistant white cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1281600A1
SU1281600A1 SU853858556A SU3858556A SU1281600A1 SU 1281600 A1 SU1281600 A1 SU 1281600A1 SU 853858556 A SU853858556 A SU 853858556A SU 3858556 A SU3858556 A SU 3858556A SU 1281600 A1 SU1281600 A1 SU 1281600A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
increase
wear
resistance
nitrogen
Prior art date
Application number
SU853858556A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Петрович Шебатинов
Иван Владимирович Красильников
Петр Петрович Сбитнев
Алексей Александрович Колпаков
Original Assignee
Горьковский Автомобильный Завод
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 Горьковский Автомобильный Завод filed Critical Горьковский Автомобильный Завод
Priority to SU853858556A priority Critical patent/SU1281600A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1281600A1 publication Critical patent/SU1281600A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к разработке составов износостойкого белого чугуна. Цель изобретени  - повышение предела прочности при раст жении, ударной в зкости и абразивной стойкости . Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х: С 2,4-3,2; Si 0,2-1,0; Мп 0,2-0,8; Сг 12-20; V 1-4; Си 0,5-2,4; Ti 0,1- 0,4; Се 0,03-0,08; А1 0,1-1,0; В 0,005-0,08; N 0,01-0,08 и Fe остальное . Дополнительный ввод в состав чугуна алюмини , бора и азота обеспечивает повышение с 590 до 603- 680 I-ffla; улучшение ударной в зкости а с 0,3 до 0,8-1,4 кгс-м/см и увеличение абразивной стойкости с 130 до 140-220 ч. 2 табл. This invention relates to the development of wear-resistant white cast iron compositions. The purpose of the invention is to increase the tensile strength, impact strength and abrasion resistance. Cast iron contains components in the following ratio, wt.X: C 2.4-3.2; Si 0.2-1.0; MP 0.2-0.8; Cr 12-20; V 1-4; Si 0.5-2.4; Ti 0.1-0.4; Ce 0.03-0.08; A1 0.1-1.0; B 0.005-0.08; N 0.01-0.08 and Fe else. The addition of aluminum, boron and nitrogen to the cast iron provides an increase from 590 to 603-680 I-ffla; improvement of impact strength and from 0.3 to 0.8-1.4 kgf-m / cm and an increase in abrasive resistance from 130 to 140-220 hours. Table 2.

Description

(21)3858556/22-02(21) 3858556 / 22-02

(22)25.02.85(22) 02.25.85

(46) 07.01.87. Бюл, № 1(46) 1/7/87. Bul, № 1

(71)Горьковский автомобильный завод(71) Gorky Automobile Plant

(72)М.П.Шебатинов, И.В.Красильников, П.П.Сбитнев и А.А.Колпаков(72) M.P.Shebatinov, I.V. Krasilnikov, P.P. Sbitnev and A.A. Kolpakov

(53)669.15-196(088.8)(53) 669.15-196 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР № 259390, кл. С 22 С 37/06, 1967.(56) USSR Copyright Certificate No. 259390, cl. C 22 C 37/06, 1967.

Шебатинов М.П. и др. Износостойкий белый чугун дл  сменных деталей очистного оборудовани . - Литейное производство, 1985, № 2, с. 7-8.Shebatinov M.P. and others. Wear-resistant white cast iron for replacement parts of cleaning equipment. - Foundry, 1985, № 2, p. 7-8.

(54)ИЗНОСОСТОЙКИЙ БЕЛЫЙ ЧУГУН (57) Изобретение относитс  к разработке составов износостойкого белого(54) WEAR RESISTANT WHITE CAST IRON (57) The invention relates to the development of wear-resistant white compositions.

чугуна. Цель изобретени  - повышение предела прочности при раст жении, ударной в зкости и абразивной стойкости . Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х: С 2,4-3,2; Si 0,2-1,0; Мп 0,2-0,8; Сг 12-20; V 1-4; Си 0,5-2,4; Ti 0,1- 0,4; Се 0,03-0,08; А1 0,1-1,0; В 0,005-0,08; N 0,01-0,08 и Fe остальное . Дополнительный ввод в состав чугуна алюмини , бора и азота обеспечивает повышение с 590 до 603- 680 I-ffla; улучшение ударной в зкости а с 0,3 до 0,8-1,4 кгс-м/см и увеличение абразивной стойкости с 130 до 140-220 ч. 2 табл.cast iron. The purpose of the invention is to increase the tensile strength, impact strength and abrasion resistance. Cast iron contains components in the following ratio, wt.X: C 2.4-3.2; Si 0.2-1.0; MP 0.2-0.8; Cr 12-20; V 1-4; Si 0.5-2.4; Ti 0.1-0.4; Ce 0.03-0.08; A1 0.1-1.0; B 0.005-0.08; N 0.01-0.08 and Fe else. The addition of aluminum, boron and nitrogen to the cast iron provides an increase from 590 to 603-680 I-ffla; improvement of impact strength and from 0.3 to 0.8-1.4 kgf-m / cm and an increase in abrasive resistance from 130 to 140-220 hours. Table 2.

Из обре те fine относитс  к металлургии , в частности к разработке составов белого чугуна дл  отливок, работающих в услови х ударно-абразивного износа.From the background fine refers to metallurgy, in particular to the development of white iron compositions for castings operating under impact-abrasive wear.

Цель изобретени  - повьипение предела прочности при раст жении, ударной в зкости и абразивной стойкости н термообрабртанном состо нии.The purpose of the invention is to increase the tensile strength, toughness and abrasion resistance of the thermo-reversed state.

Содержание углерода и кремни  в. указанных пределах обеспечивает получение равномерной структуры с оптимальным содержанием в ней наиболее твердых и теплостойких карбидов, обеспечивающих высокую стойкость получаемой детали, а также позвол ет получать необходимую прочность и в зкость .Carbon content and silicon c. These limits ensure a uniform structure with an optimal content of the hardest and most heat-resistant carbides in it, ensuring high durability of the resulting part, and also provides the necessary strength and toughness.

Уменьшение количества углерода и кремни  меньше нижнего предела приводит к увеличению в зкости и уменьшению твердости CHRC) не только в ли то м состо нии, но и после термообработки , а следовательно, к снижению стойкости. Повышение их вьше верхнего предела приводит к резкому спаду износостойкости за счет образовани  в структуре чугуна крупных эвтектических карбидов, а также легированного цемента Ме,С.A decrease in the amount of carbon and silicon less than the lower limit leads to an increase in viscosity and a decrease in the hardness of CHRC), not only in a state, but also after heat treatment, and consequently, to a decrease in durability. Increasing them above the upper limit leads to a sharp decline in wear resistance due to the formation of large eutectic carbides in the cast iron structure, as well as doped Me, C cement.

Содержание марганца меньше нижнего предела при охлаждении отливки способствует образованию в структуре чугуна перлита. При содержании марганца выше верхнего предела падает твердость не только в литом состо нии , но и после термической обработки за счет повышенного содержани  остаточного аустенита. Хот  это и приводит к увеличению в зкости материала , однако стойкость, как основное свойство, существенно снижаетс  Дл  обеспечени  высокой стойкости чугуна к воздействию абразивного износа его легируют большим количеством хрома и ванади . Комплексное легирование чугуна этими элементами в определенном соотношении позвол ет получить оптимальную мартенситно- карбидную структуру после термообработки с равномерньм распределением твердых и стойких к воздействию температур карбидов хрома ( ) и ванади  (VC).The manganese content is less than the lower limit when the casting is cooled, contributes to the formation of perlite in the cast iron structure. When the manganese content is above the upper limit, the hardness decreases not only in the cast state, but also after heat treatment due to the increased content of residual austenite. Although this leads to an increase in the viscosity of the material, however, resistance, as the main property, is significantly reduced. To ensure high resistance of cast iron to abrasive wear, it is doped with a large amount of chromium and vanadium. The complex alloying of cast iron with these elements in a certain ratio allows obtaining an optimal martensitic-carbide structure after heat treatment with a uniform distribution of solid and temperature-resistant chromium carbides () and vanadium (VC).

Присадка этих элементов меньше нижнего предела (каждого в отдельности ) приводит к изменению структуры, , т.е. к. резкому уменьшению карбидовThe addition of these elements to less than the lower limit (each separately) leads to a change in the structure, i. to. sharp reduction of carbides

и изменению их химического состава. В результате стойкость чугуна к абразивному изнашиванию и ударным нагрузкам резко падает. При содержании хрома Bbmie 20 мас. в структуре чугуна образуетс  эвтектика на основе карбида, уступающего по твердости и теплостойкости карбиду Сг С, . Одноand changes in their chemical composition. As a result, the cast iron's resistance to abrasive wear and shock loads drops sharply. When the content of chromium Bbmie 20 wt. in the cast iron structure, a eutectic is formed on the basis of carbide, which is inferior in hardness and heat resistance to carbide Cg C,. One thing

временно чугун приобретает склонностьtemporarily cast iron acquires bent

к трещинообразованию в литом состо нии и в процессе термической обработки . Присадка ванади  выше верхнего предела (совместно с Сг) приво дит к образованию тройной эвтектики (типа A+VC+Cr С ) в литом состо нии.to cracking in the cast state and during heat treatment. The addition of vanadium above the upper limit (together with Cr) leads to the formation of a triple eutectic (type A + VC + Cr C) in the cast state.

Причем карбид хрома содержит и другие легирующие элементы, например Fe и Мп, которые уменьшают его твер- Q дость и стойкость к воздействию абразивного износа. В результате резко падает стойкость деталей из чугуна с высоким содержанием хрома и ванади .Moreover, chromium carbide contains other alloying elements, for example, Fe and Mn, which reduce its hardness and resistance to abrasive wear. As a result, the resistance of parts made of high chromium and vanadium cast iron plummets.

5 Легирование чугуна медью приводит к получению однородной структуры и повышению теплопроводности, что непосредственно св зано с увеличением износостойкости. Содержание медиThe alloying of cast iron with copper results in a homogeneous structure and an increase in thermal conductivity, which is directly related to an increase in wear resistance. Copper content

меньше нижнего предела не оказывает вли ни  на изменение структуры, а следовательно, и на свойства хромистого чугуна. Присадка этого элемента вьйле верхнего предела нецелесообразна , поскольку содержание меди более 2,5 маСо% при таком химическом составе чугуна, оказыва  воздействие на стабилизацию аустенита, резко увеличивает его остаточное соQ держание после закалки, что снижает твердость и износостойкость.less than the lower limit does not affect the change in the structure and, consequently, the properties of chromium iron. The addition of this element to the upper limit is impractical, since the copper content of more than 2.5 mCo% with such chemical composition of cast iron, having an impact on the stabilization of austenite, dramatically increases its residual content after quenching, which reduces hardness and wear resistance.

Присадка бора увеличивает прока- хп-1ваемость, стабилизирует карбиды, а также образует мелкодисперсные кар биды в процессе кристаллизации, способству  тем самым формированию мелкодисперсной структуры чугуна. Содер- лсание бора меньше нижнего предела не оказывает существенного вли ни  наBoron addition increases proc-hp-1 capacity, stabilizes carbides, and also forms fine carbides in the process of crystallization, thereby contributing to the formation of a fine-dispersed iron structure. Boron content less than the lower limit does not have a significant effect on

П структуру хромистого чугуна, а выше верхнего вызывает образование термических трещин, что приводит к резкому снижению стойкости детали.The structure of chromium cast iron, and above the top causes the formation of thermal cracks, which leads to a sharp decrease in the resistance of the part.

Присадка алюмини  и титана приво , дит к раскислению жидкого чугуна, образованию мелкодисперсных нитридов и карбидов, улучшению свойств расплава и изменению условий кристаллизации. В итоге стабилизируютс  свойства чу5The addition of aluminum and titanium leads to the deoxidation of liquid iron, the formation of fine nitrides and carbides, the improvement of melt properties and the change of crystallization conditions. As a result, chu5 properties are stabilized.

Гуна и Г1овьш1аетс  стойкость против механических и тепловых воздействий, а следовательно, и износостойкость. В частности, введение алюмини , кром раскислени , приводит к св зыванию серы и азота в тугоплавкие мелкодисперсные сульфиды и нитриды, а также к замещению углерода в твердом растворе , увеличива  стойкость матрицы к колебанию высоких температур.Содержание алюмини  меньше нижнего предела не приводит к изменению расплава, а при содержании выше верхнего предела происходит загр знение металла неметаллическими включени ми, про в- л етс  склонность к воздействию на распад карбидов хрома и снижаютс  литейные свойства.Guna and Govovitsa resistance to mechanical and thermal effects, and hence the wear resistance. In particular, the introduction of aluminum, the chromium deoxidation, leads to the binding of sulfur and nitrogen into refractory fine sulfides and nitrides, as well as to the substitution of carbon in solid solution, increasing the resistance of the matrix to high temperature oscillations. The aluminum content below the lower limit does not change the melt , and if the content is above the upper limit, the metal is contaminated with nonmetallic inclusions, the tendency to impact on the breakdown of chromium carbides and the casting properties are reduced.

Легирование чугуна титаном в количестве меньше нижнего предела приводит к образованию разветвленных первичных карбидов в виде дендритов, способствующих снижению абразивной стойкости. При содержании этого элемента выше верхнего предела создаютс  большие технологические трудности при получении годных отливок. Одновременно формируютс  крупные нитриды титана резко ограненной формы,что вызывает охрупчивание металла.The alloying of cast iron with titanium in an amount less than the lower limit leads to the formation of branched primary carbides in the form of dendrites, contributing to a decrease in abrasive resistance. When the content of this element is above the upper limit, great technological difficulties are created in obtaining suitable castings. At the same time, large titanium nitrides of sharply cut shapes are formed, which causes embrittlement of the metal.

Однако, как установлено экспериментально , . содержание титана 0,1- 0,4 мас.% обеспечивает высокую прочность (6) и износостойкость чугуна за счет образовани  нитридов и карби дов, а также за счет легировани  металлической основы. Присадка в чугун 0,01-0,08 мас.% азота обеспечивает при данных концентраци х титана резкое увеличение стойкости структуры к воздействию высоких температур, т.е.повьш1аютс  статистическа  прочнос твердость и модуль упругости, что непосредственно св зано с увеличеHowever, as established experimentally,. The titanium content of 0.1–0.4 wt.% ensures high strength (6) and wear resistance of cast iron due to the formation of nitrides and carbides, as well as due to alloying of the metal base. An additive to cast iron from 0.01 to 0.08 wt.% Of nitrogen provides, at these concentrations of titanium, a sharp increase in the resistance of the structure to the effects of high temperatures, i.e., the statistical strength and hardness and elastic modulus are directly related to the increase in

00

5 , five ,

5five

00

00

нием стойкости чугуна к абразивному воздействию.abrasion resistance of cast iron.

Содержание азота меньше нижнего предела не обеспечивает повьшение свойств легированного чугуна, а выше верхнего предела приводит к охруп- чиванию, а следовательно, к увеличению ударно-абразивного износа.The nitrogen content less than the lower limit does not ensure the improvement of the properties of alloyed cast iron, and above the upper limit it leads to embrittlement and, consequently, to an increase in impact-abrasive wear.

Дл  рафинировани  расплава от примесей , св зывани  их в немета.пличес- кие включени  округлой формы, удалени  из жидкого чугуна и увеличени  твердости в процессе закалки и равномерности ее по толщине стенки отливки , а также дл  снижени  хрупкости чугуна за счет очищени  границ зерен при кристаллизации от неметаллических включений вводитс  церий. При исследовании поверхности разрушени  удалось установить, что неметаллические включени  на основе цери , име  размер менее.1 мкм округлой формы, оказывают непосредственное воздействие на кристаллизацию расплава, уменьша  размер первичного зерна.To refine the melt from impurities, to bind them to the nonmetal. Pivotal inclusions are rounded, remove liquid iron and increase hardness during the hardening process and uniform its thickness across the wall of the casting, as well as reduce the brittleness of the cast iron by cleaning the grain boundaries during crystallization cerium is introduced from non-metallic inclusions. When studying the fracture surface, it was found that nonmetallic inclusions based on cerium, having a size of less than .1 microns of a rounded shape, directly affect the crystallization of the melt, reducing the size of the primary grain.

Введение цери  меньше нижнего предела недостаточно эффективно, а выше верхнего предела приводит к по влению в металлической основе интерметаллических фаз,-располагающихс  по границам фаз что приводит к охруп- чиванию.The introduction of cerium below the lower limit is not sufficiently effective, and above the upper limit it leads to the appearance of intermetallic phases in the metal base, which are located along the phase boundaries, which leads to embrittlement.

Детали, отлитые из предлагаемого чугуна, не склонны к трещинообразо- ванию за счет возможности получени  оптимальной мартенситно-карбидной структуры после термообработки с равномерным распределением твердых и стойких к воздействизо температур карбидов хрома-() и ванади  (VC).Parts cast from the proposed cast iron are not prone to cracking due to the possibility of obtaining an optimal martensitic-carbide structure after heat treatment with uniform distribution of solid and temperature-resistant chromium- and vanadium (VC) carbides.

Составы предлагаемого чугуна и его свойства по сравнению с известным приведены в табл. 1 и 2.The compositions of the proposed cast iron and its properties in comparison with the known are given in table. 1 and 2.

ПредлагаемыйProposed

12,4 0,2 0,2 18,0 1,0 0,5 0,005 0,05 0,07 0,005 0,0112.4 0.2 0.2 18.0 1.0 0.5 0.005 0.05 0.07 0.005 0.01

2,4 0,2 0,2 16,0 1,0 0,5 0,005 0,10 0,1 0,01 0,032.4 0.2 0.2 16.0 1.0 0.5 0.005 0.10 0.1 0.01 0.03

Таблица 1Table 1

Как следует из табл. 2, дополнительный ввод в состав чугуна алюмини , бора и азота способствует повышению предела прочности, ударной в зкости и абразивной стойкости.As follows from the table. 2, the addition of aluminum, boron and nitrogen to the cast iron contributes to an increase in strength, impact toughness and abrasion resistance.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Износостойкий белый чугун, содержащий углерод,, кремний, марганец, хром, ванадий, медь, титан, церийWear-resistant white cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, copper, titanium, cerium Продолжение табл.1Continuation of table 1 Т а б л и .ц а 2Table 2 и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  предела прочности при раст жении, ударной в зкости и абразивной стойкости в термообработанном состо нии, он дополнительно содержит алюминий, бор и азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:and iron, characterized in that, in order to increase the tensile strength, toughness and abrasion resistance in the heat-treated state, it additionally contains aluminum, boron and nitrogen in the following ratio, wt.%: Углерод КремнийCarbon Silicon 2,4-3,2 0,2-1,02.4-3.2 0.2-1.0 128)600.128) 600. 0,2-0,8 Церий0,03-0,08 0.2-0.8 Cerium 0.03-0.08 Хром 12-20 Алюминий0,1-1,0Chrome 12-20 Aluminum 0.1-1.0 Ванадий 1-4 Бор0,005-0,08Vanadium 1-4 Bor0.005-0.08 Медь 0,5-2,4 Азот0,01-0,08Copper 0.5-2.4 Nitrogen 0.01-0.08 Титан 0,1-0,4 5 ЖелезоОстальноеTitanium 0.1-0.4 5 IronEstal
SU853858556A 1985-02-25 1985-02-25 Wear-resistant white cast iron SU1281600A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853858556A SU1281600A1 (en) 1985-02-25 1985-02-25 Wear-resistant white cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU853858556A SU1281600A1 (en) 1985-02-25 1985-02-25 Wear-resistant white cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1281600A1 true SU1281600A1 (en) 1987-01-07

Family

ID=21163874

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU853858556A SU1281600A1 (en) 1985-02-25 1985-02-25 Wear-resistant white cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1281600A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989001987A1 (en) * 1987-08-25 1989-03-09 Vsesojuzny Gosudarstvenny Nauchno-Issledovatelsky Casting steel

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 259390, кл. С 22 С 37/06, 1967. Шебатинов М.П. и др. Износостойкий белый чугун дл сменных деталей очистного оборудовани . - Литейное производство, 1985, № 2, с. 7-8. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1989001987A1 (en) * 1987-08-25 1989-03-09 Vsesojuzny Gosudarstvenny Nauchno-Issledovatelsky Casting steel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1281600A1 (en) Wear-resistant white cast iron
RU2011693C1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1255659A1 (en) Wear-resistant white iron
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron
SU1125278A1 (en) Wear-resistant alloy
SU1219665A1 (en) Charge for melting
RU1788069C (en) Cast iron for shot-blast machines blades
SU1611974A1 (en) Wear-resistant alloy
SU1135790A1 (en) Cast iron
RU2138576C1 (en) cast iron
SU1096300A1 (en) Cast iron
RU2219275C1 (en) Abrasion-resistant cast iron
SU1395687A1 (en) Cast iron
SU1444388A1 (en) Cast iron
SU1199820A1 (en) Cast iron
SU1096299A1 (en) Cast iron
SU1440948A1 (en) Cast iron for rolling-mill rolls
SU1154358A1 (en) Cast iron
RU2082815C1 (en) Wear-resistant steel for the shaped ingots
SU1201343A1 (en) Cast iron
SU1178791A1 (en) Malleable cast iron
SU1696562A1 (en) Cast iron
RU2149213C1 (en) Wear-resistant steel
SU998563A1 (en) Cast iron
SU1689421A1 (en) Cast iron