SU1331903A1 - Wear-resistant iron - Google Patents

Wear-resistant iron Download PDF

Info

Publication number
SU1331903A1
SU1331903A1 SU864035564A SU4035564A SU1331903A1 SU 1331903 A1 SU1331903 A1 SU 1331903A1 SU 864035564 A SU864035564 A SU 864035564A SU 4035564 A SU4035564 A SU 4035564A SU 1331903 A1 SU1331903 A1 SU 1331903A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
cast iron
microhardness
nitrogen
nickel
Prior art date
Application number
SU864035564A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Константинович Святкин
Михаил Иванович Карпенко
Евгений Игнатьевич Марукович
Алексей Петрович Мельников
Юрий Григорьевич Серебряков
Original Assignee
Всесоюзный Заочный 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 Всесоюзный Заочный Политехнический Институт filed Critical Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority to SU864035564A priority Critical patent/SU1331903A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1331903A1 publication Critical patent/SU1331903A1/en

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве чугунных отливок методом непрерывного лить . Цель - повышение микротвердости по сечению непрерьшно- литых заготовок, износостойкости и термостойкости. Чугун содержит,мае.%: углерод 2,5-3,5; кремний 1,2-2,6;марганец 0,3-0,8; хром 0,2-0,7; титан 0,15-0,5; ванадий 0,05-0,15; алюминий 0,05-0,25; медь 0,35-0,85; РЗМ 0,02-0,08; кальций 0,03-0,07; карбиды бари  0,05-0,25; вольфрам 0,02-0,35; никель 0,07-0,25; азот 0,13-0,27; железо - остальное. Введение в состав чугуна карбидов бари  и вольфрама, никел  и азота обеспечивает повьпаение износостойкости чугуна в 2,5-6 раз, термостойкости в 3,1-4 раза и микротвердости в отливках с сечением 030 и 120 мм с 2680 до 3100-3860 Н/х. 2 табл. (Л со со со о оэThe invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of iron castings by the method of continuous casting. The goal is to increase the microhardness over the cross section of continuously cast billets, wear resistance and heat resistance. Cast iron contains, in May.%: Carbon 2.5-3.5; silicon 1.2-2.6; manganese 0.3-0.8; chromium 0.2-0.7; titanium 0.15-0.5; vanadium 0.05-0.15; aluminum 0.05-0.25; copper 0.35-0.85; REM 0.02-0.08; calcium 0.03-0.07; barium carbides 0.05-0.25; tungsten 0.02-0.35; nickel 0.07-0.25; nitrogen 0,13-0,27; iron - the rest. The introduction of barium and tungsten carbides, nickel and nitrogen carbides into the cast iron ensures the wear resistance of cast iron 2.5-6 times, heat resistance 3.1-4 times and microhardness in castings with a section of 030 and 120 mm from 2680 to 3100-3860 N / x 2 tab. (L with so about oo

Description

1 one

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов серых износостойких чугунов, примен емых дл  изготовлени  заготовок методом непрерывного лить .The invention relates to metallurgy, in particular, to the development of compositions of gray wear-resistant cast irons used for the manufacture of blanks by the method of continuous casting.

Цель изобретени  - повышение микротвердости по сечению непрерывно- литых заготовок, износостойкости и термостойкости.The purpose of the invention is to increase the microhardness over the cross section of continuously cast billets, wear resistance and heat resistance.

Выбор граничных пределов компонентов обусловлен следующим образом.The choice of the boundary limits of the components is determined as follows.

Содержание основных компонентов (углерод 2,5-3,5 мас.%; кремний 1,2- 2,6 мас.% и марганец 0,3-0,8 мас.%) определ ют из практически производства износостойких и термостойких чугу- нов с повышенной микротвердостью мат- риды и со стабильной структурой. При кондентрации углерода до 2,5 мас.%, кремни  до 1,2 мас.% и марганца более 0,8 мас.% увеличиваетс  количество цементита в структуре, снижаютс  ее стабильность и термическа  стойкость . При содержании углерода более 3,5 мас.%, кремни  более 2,6 мас.% и марганца менее 0,3 мас.% увеличиваетс  ликваци , загр зненность чугуна .неметаллическими включени ми и снижаетс  стабильность структуры и мик- ротвердости по сечению заготовок.The content of the main components (carbon 2.5-3.5 wt.%; Silicon 1.2-2.6 wt.% And manganese 0.3-0.8 wt.%) Is determined from the practical production of wear-resistant and heat-resistant cast iron New with a high microhardness of matrices and with a stable structure. When carbon is concentrated up to 2.5 wt.%, Silicon up to 1.2 wt.% And manganese is more than 0.8 wt.%, The amount of cementite in the structure increases, its stability and thermal stability decrease. When the carbon content is more than 3.5 wt.%, Silicon is more than 2.6 wt.% And manganese is less than 0.3 wt.%, The segregation increases, the contamination of the cast iron with non-metallic inclusions and the stability of the structure and microhardness over the cross-section of the preforms decreases.

Содержание микролегирующих добавок (хром 0,2-0,7 мас.%; титан 0,15-0,5; медь О,35-0,85;ванадий 0,05-0,15;РЗМ 0,02-0,08;алюминий 0,05-0,26 мас.%) определ ют экспериментально и ограни- пределами, обеспечивающими однородную структуру и оптимальные прочностные и пластические свойства, стабильную, микротвердость и повышен- ную теплостойкость. При более низком их содержании прочностные и фрикционные свойства недостаточны, а при увеличении их концентрации -(выше верхних пределов) снижаютс  удароустой-, чивость, динамическа  стойкость и стабильность структуры, что приводит к снижению микротвердости и других свойств и их стабильности. Верхние пределы концентрации отбеливающих элементов (хрома, ванади , РЗМ) снижены , а графитизируюш их повьшены.The content of micro-alloying additives (chromium 0.2-0.7 wt.%; Titanium 0.15-0.5; copper O, 35-0.85; vanadium 0.05-0.15; REM 0.02-0, 08; aluminum (0.05–0.26 wt.%) Is determined experimentally and within limits, ensuring a homogeneous structure and optimum strength and plastic properties, stable microhardness and increased heat resistance. With a lower content, the strength and frictional properties are insufficient, and with an increase in their concentration (above the upper limits), the impact resistance, resistance, dynamic stability and stability of the structure decrease, leading to a decrease in microhardness and other properties and their stability. The upper limits of the concentration of bleaching elements (chromium, vanadium, REM) are reduced, and their graphitization is reduced.

Кальций ввод т как эффективный модификатор , очищающий границы зерен от неметаллических включений и повышающий стабильность структуры и микротвердости .Calcium is introduced as an effective modifier that cleans the grain boundaries from non-metallic inclusions and increases the stability of the structure and microhardness.

Верхний предел концентрации кальци  ограничен его растворимостью вThe upper limit of calcium concentration is limited by its solubility in

QQ

о Ь о about b about

g о g Q g o g Q

5five

90329032

перлите, а при концентрации его 0,03 мас.% модифицирующий эффект недостаточен .perlite, and at a concentration of 0.03 wt.% the modifying effect is insufficient.

Введение в известный чугун карбидов бари  в пределах 0,05-0,25 мас.% обеспечивает повышение дисперсности структуры, твердости внутри профилей, степени перлитизации металлической основы отливок, увеличение однородности структуры, ударостойкости, теплостойкости , износостойкости и микротвердости , что приводит к повышению стабильности механических свойств. Содержание карбидов бари  выше верхнего предела нецелесообразно, так как в этом случае в св зи с малой их- растворимостью увеличиваетс  их ликваци  в аустенит, что снижает однородность структуры и динамическую прочность чугуна. Введение в чугун карбидов бари  в количестве ниже нижнего предела не обеспечивает получение .желаемых преимуществ по однородности структуры, износостойкости и теплостойкости .Introduction to the known cast iron of barium carbides in the range of 0.05-0.25 wt.% Provides an increase in the dispersion of the structure, hardness inside the profiles, the degree of perliteration of the metal base of the castings, an increase in the structure uniformity, impact resistance, heat resistance, wear resistance and microhardness, which leads to increased stability mechanical properties. The content of barium carbides above the upper limit is impractical, since in this case, in connection with their low solubility, their segregation to austenite increases, which reduces the uniformity of the structure and the dynamic strength of the iron. The introduction of barium carbides into the cast iron in an amount below the lower limit does not ensure obtaining the desired advantages in terms of structure homogeneity, wear resistance and heat resistance.

Введение в чугун вольфрама обусловлено тем, что он упрочн ет матрицу и измельчает литое зерно в центральной зоне слитков, измельчает графит , измен   его форму, структуру металлической основы в отливках, повышает теплостойкость, стабильность микротвердости, динамической прочности и других физико-механических свойств,The introduction of tungsten into cast iron is due to the fact that it strengthens the matrix and grinds the cast grain in the central zone of the ingots, crushes graphite, changing its shape, the structure of the metal base in the castings, increases heat resistance, stability of microhardness, dynamic strength and other physical and mechanical properties,

Введение в чугун вольфрама в количествах менее 0,02 мас.% существенного вли ни  на повышение стабильности микротвердости, теплостойкости и физико-механических свойств не оказывает , а содержание вольфрама выше 0,35 мас.% нецелесообразно, так как в этом случае значительно возрастает длительность плавки чугуна и усложн етс  технологи  внепечной обработки, снижаютс  удароустойчивость, однородность структуры и свойств.The introduction of tungsten in cast iron in amounts of less than 0.02 wt.% Does not significantly affect the increase in microhardness stability, heat resistance, and physicomechanical properties, and the tungsten content above 0.35 wt.% Is inexpedient, since in this case the duration significantly increases. the smelting of cast iron and the complication of the technology of after-treatment, the impact resistance and uniformity of the structure and properties are reduced.

Азот в износостойкий чугун в количестве 0,13-0,27% ввод т как эффективный легирующий компонент, которьй св зывает титан, редкоземельные металлы , алюминий, ванадий и другие элементы в чугуне в дисперсные нитриды и карбонитриды, обеспечивающие по- вьшгение однородности структуры, микротвердости , теплопрочности и термической стойкости. При содержании азота менее 0,13 мас,% не обеспечиваетс Nitrogen in wear-resistant cast iron in an amount of 0.13-0.27% is introduced as an effective alloying component, which binds titanium, rare-earth metals, aluminum, vanadium and other elements in cast iron to disperse nitrides and carbonitrides, ensuring improved structure homogeneity, microhardness, heat resistance and thermal resistance. When the nitrogen content is less than 0.13 wt,% is not provided

существенное повышение микротвердости и ее стабильности по сечению непрерывно-литых слитков, заметное повышение термической стойкости чугуна. Увеличение концентрации азота (более 0,27 мас.%) снижает однородность структуры, ударную в зкость, стабильность механических с войств.a significant increase in microhardness and its stability over the cross section of continuously cast ingots, a noticeable increase in the thermal stability of cast iron. An increase in nitrogen concentration (more than 0.27 wt.%) Reduces the structure homogeneity, impact strength, and stability of mechanical structures.

Никель в заданных пределах 0,07 - 0,25 мас.% способствует повышению пластических свойств, измельчению и стабилизации структуры, что обеспечивает повышение стабильности микротвердости и термической стойкости. При содержании никел  ниже 0,07 мас.% стабильности структуры, микротвердости и термической стойкости не достигаетс , а при увеличении его содержани  (более 0,25 мас.%). снижаютс  уда- роустойчивость и микротвердость.Nickel in the specified range of 0.07 - 0.25 wt.% Contributes to the improvement of plastic properties, grinding and stabilization of the structure, which provides increased microhardness stability and thermal stability. When the nickel content is below 0.07 wt.%, The stability of the structure, microhardness and thermal stability is not achieved, and with an increase in its content (more than 0.25 wt.%). Shock resistance and microhardness are reduced.

Введение в состав известного чугуна карбидов бари , вольфрама, никел  и азота в заданных соотношени х обеспечивает получение в отливках более однородной структуры, стабильной микротвердости , комплекс новых свойств, сочетаюощх в себе высокие значени  эксплуатационных свойств, динамичес35The introduction of barium, tungsten, nickel and nitrogen carbides into the known cast iron ensures a more homogeneous structure in the castings, stable microhardness, a complex of new properties that combine high values of operational properties, and dynamic

кой прочности, износостойкости и тер- 30 товок, износостойкости и термостой- мической стойкости.durability, wear resistance and heat resistance, wear resistance and heat resistance.

Чугун . выплавл ют в индукционных печах. Дл  микролегировани  чугуна используют ферросплавы. Модифицирование чугуна РЗМ, карбидами бари  и алюминием производ т в литейных ковшах при выпуске чугуна из печи после продувки азотом.Cast iron melted in induction furnaces. Ferroalloys are used to micro-alloy cast iron. Modification of RGM cast iron, barium carbides and aluminum is carried out in casting ladles with the cast iron being released from the furnace after purging with nitrogen.

Температура металла перед выпуском из электропечи дл  модифицировани  в ковш емкостью 2 т 1480-1500°С, а температура чугуна при заливке расплава в кристаллизатор установки дл  непрерывного лить  1410-1430 С.The temperature of the metal prior to release from the electric furnace for modifying into a 2 t bucket is 1480-1500 ° C, and the temperature of the pig iron when pouring the melt into the mold of the continuous casting machine is 1410-1430 ° C.

На установках УНГЛ-2 выт гивают круглые заготовки 030 и 120 мм.On UNGL-2 installations, round billets 030 and 120 mm are pulled.

Механические свойства и термостойкость чугунов определ ют на образцах, вырезанных из профилей 30 мм. Мик- ротвердость металлической основы оп- gThe mechanical properties and heat resistance of cast irons are determined on specimens cut from 30 mm profiles. Microhardness of metal base op- g

4040

4545

кости, он дополнительно содержит кар биды бари , вольфрам, никель и азот при следующем соотношении компонентов , мас.%:bone, it additionally contains carbides barium, tungsten, nickel and nitrogen in the following ratio, wt.%:

УглеродCarbon

КремнийSilicon

МарганецManganese

ХромChromium

ВанадийVanadium

ТитанTitanium

АлюминийAluminum

РедкоземельныеRare earth

элементыitems

КальцийCalcium

МедьCopper

Карбиды бари Barium carbide

ВольфрамTungsten

НикельNickel

2,5-3,52.5-3.5

1,2-2,61.2-2.6

0,3-0,80.3-0.8

0,2-0,70.2-0.7

0,05-0,150.05-0.15

0,15-0,50.15-0.5

0,05-0,250.05-0.25

Азот ЖелезоNitrogen Iron

0,02-0,08 0,03-0,07 0,35-0,85 0,05-0,25 0,02-0,35 0,07-0,25 0,13-0,27 Остальное0.02-0.08 0.03-0.07 0.35-0.85 0.05-0.25 0.02-0.35 0.07-0.25 0.13-0.27 Else

редел ют на микротвердомере ПМТ-З на образцах, вьфезанных из заготовок 30 и 120 мм.They are determined on a PMT-3 microhardness meter on samples taken from blanks of 30 and 120 mm.

Химический состав исследованных чугунов приведен в табл. 1; механические свойства, микротвердость и теплостойкость - в табл. 2.The chemical composition of the cast iron is given in table. one; mechanical properties, microhardness and heat resistance - in the table. 2

Угар РЗМ составл ет 26-32%, карбидов бари  12-16%. Усвоение вольфрама из ферровольфрама, присаживаемого в печь, 100%, никел  89-93%.The waste of rare-earth metals is 26-32%, barium carbides 12-16%. The assimilation of tungsten from ferro-tungsten, set in the furnace, 100%, nickel 89-93%.

Как видно из табл. 1 и 2, дополнительный ввод в состав чугуна карбидов бари , вольфрама, никел  и азота обеспечивает повьпиение микротвердости по сечению непрерывно-литых заготовок , износостойкости в 2,5-6 раз и термостойкости в 3,1-4,0 раза.As can be seen from the table. 1 and 2, the additional input of barium, tungsten, nickel and nitrogen carbides into the composition of the cast iron ensures microhardness over the cross section of continuously cast billets, wear resistance 2.5-6 times and heat resistance 3.1-4.0 times.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Износостойкий чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, ванадий, титан, алюминий, редкоземельные элементы, кальций., медь и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  микротвердости по сечению непрерывно-литых заго5Wear-resistant cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, vanadium, titanium, aluminum, rare earth elements, calcium, copper and iron, characterized in that, in order to increase the microhardness over the cross section of continuously cast, 5 0 товок, износостойкости и термостой- 0 products, wear resistance and heat 00 5five кости, он дополнительно содержит карбиды бари , вольфрам, никель и азот при следующем соотношении компонентов , мас.%:bone, it additionally contains barium carbides, tungsten, nickel and nitrogen in the following ratio, wt.%: УглеродCarbon КремнийSilicon МарганецManganese ХромChromium ВанадийVanadium ТитанTitanium АлюминийAluminum РедкоземельныеRare earth элементыitems КальцийCalcium МедьCopper Карбиды бари Barium carbide ВольфрамTungsten НикельNickel 2,5-3,52.5-3.5 1,2-2,61.2-2.6 0,3-0,80.3-0.8 0,2-0,70.2-0.7 0,05-0,150.05-0.15 0,15-0,50.15-0.5 0,05-0,250.05-0.25 Азот ЖелезоNitrogen Iron 0,02-0,08 0,03-0,07 0,35-0,85 0,05-0,25 0,02-0,35 0,07-0,25 0,13-0,27 Остальное0.02-0.08 0.03-0.07 0.35-0.85 0.05-0.25 0.02-0.35 0.07-0.25 0.13-0.27 Else IfeKpoTBepfloCTb, НIfeKpoTBepfloCTb, H в центре профил  # 30 ммin the center of the profile # 30 mm 2680 32802680 3280 Таблица 1Table 1 33603360 34603460 30703070 27102710 Продолжение табл.2 СвойстваПоказатели дл  состава чугунаThe continuation of the table.2 Properties Indicators for the composition of cast iron l ZLll lIIZI ZL Zl ZLll lIIZI ZL Z в поверхностной зонеin the surface area профил  9 30 мм 3710 3820 3840 3860 3620 5140profile 9 30 mm 3710 3820 3840 3860 3620 5140 в центре профил  120 мм2430 3100 3140 3280 2890 2450in the center of the profile is 120 mm 2430 3100 3140 3280 2890 2450 в поверхностной зонеin the surface area профил  «120мм 3580 3680 3700 3790 3140 3570profile "120mm 3580 3680 3700 3790 3140 3570 Термическа  стойкостьThermal stability при нагреве до lOOO С,when heated to lOOO C, циклов543 . 1718 1830 2160 1212 590cycles543. 1718 1830 2160 1212 590 Удароустойчивость,Impact resistance даклов 887 1192 1236 1268 1164 .920Daklov 887 1192 1236 1268 1164 .920
SU864035564A 1986-03-07 1986-03-07 Wear-resistant iron SU1331903A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864035564A SU1331903A1 (en) 1986-03-07 1986-03-07 Wear-resistant iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864035564A SU1331903A1 (en) 1986-03-07 1986-03-07 Wear-resistant iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1331903A1 true SU1331903A1 (en) 1987-08-23

Family

ID=21225832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864035564A SU1331903A1 (en) 1986-03-07 1986-03-07 Wear-resistant iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1331903A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент JP № 57-155345, кл. С 22 С 37/00, 1982. Авторское свидетельство СССР № 831851, кл. С 22 С 37/10, 1981. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115896634A (en) High-temperature-resistant non-ferrous metal die-casting forming die steel material and preparation method thereof
SU1310451A1 (en) Cast iron
SU1331903A1 (en) Wear-resistant iron
SU1724716A1 (en) Cast iron for metallic forms
RU1803461C (en) Wear-resistant cast iron
RU1803460C (en) Wear-resistant cast iron
US4929416A (en) Cast steel
RU2040575C1 (en) Modifying agent for cast iron
SU1082854A1 (en) Cast iron
SU1668404A1 (en) Modifying mixture
RU2181775C1 (en) Method for making cast iron with different type of graphite
SU1366546A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1068530A1 (en) Wear resistant cast iron
RU2019569C1 (en) Process for manufacturing castings of white iron
SU1082855A1 (en) Cast iron
SU1421794A1 (en) Iron
SU1289905A1 (en) Cast iron
SU1214779A1 (en) White cast iron
SU1749310A1 (en) Low-carbon weld steel
SU1157114A1 (en) Malleable cast iron
SU1255659A1 (en) Wear-resistant white iron
SU1421793A1 (en) Alloy for deoxidizing and alloying steel
SU1511290A1 (en) High-strength iron
SU1113422A1 (en) Cast iron
SU1705395A1 (en) Cast iron