SU1447918A1 - High-strength cast iron - Google Patents

High-strength cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1447918A1
SU1447918A1 SU874270053A SU4270053A SU1447918A1 SU 1447918 A1 SU1447918 A1 SU 1447918A1 SU 874270053 A SU874270053 A SU 874270053A SU 4270053 A SU4270053 A SU 4270053A SU 1447918 A1 SU1447918 A1 SU 1447918A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
cast iron
neodymium
erbium
sodium
Prior art date
Application number
SU874270053A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Петрович Шебатинов
Валерий Исаакович Канторович
Владимир Адольфович Ротенберг
Александр Львович Овсянников
Леонард Александрович Солнцев
Алексей Георгиевич Клемешев
Людмила Леонидовна Костина
Николай Никифорович Змиевской
Игорь Всеволодович Лесовицкий
Владимир Петрович Булыжин
Анатолий Михайлович Пучканев
Original Assignee
Научно-производственное объединение по тракторостроению
Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины
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 Научно-производственное объединение по тракторостроению, Харьковский Автомобильно-Дорожный Институт Им.Комсомола Украины filed Critical Научно-производственное объединение по тракторостроению
Priority to SU874270053A priority Critical patent/SU1447918A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1447918A1 publication Critical patent/SU1447918A1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве коленчатых валов. Цель изобретени  - повьлпение усталостной прочности при температуре в термообрдботанном состо нии. чугун содержит мас.%: С 3,3-3-,9; Si 2,2-3,0; Ш 0,5ЧГ,9; Р 0,03-0,1; Ni 0,3-2,1; Mo 0,1-0,7; Mg 0,02- 0,04; La 0,005-0,008; Nd 0,003-0,006; Ez 0,001-0,003; Yt 0,008-0,010; Na 0,001-0,003 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна Nd, Er, Yt и Na обеспечивает повышение предела усталостной прочности при 400 С в 1,02-1,1 раза. 2 табл. (ЛThe invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of crankshafts. The purpose of the invention is to increase the fatigue strength at a temperature in a thermowell condition. cast iron contains wt.%: C 3.3-3-, 9; Si 2.2-3.0; W 0,5HG, 9; P 0.03-0.1; Ni 0.3-2.1; Mo 0.1-0.7; Mg 0.02-0.04; La 0.005-0.008; Nd 0.003-0.006; Ez 0.001-0.003; Yt 0.008-0.010; Na 0.001-0.003 and Fe else. Additional input to the composition of cast iron Nd, Er, Yt and Na provides an increase in the fatigue strength limit at 400 ° C by 1.02-1.1 times. 2 tab. (L

Description

4four

СОWITH

Изобретение относитс  к металлури , в частности к разработке состаов чугуна дл  коленчатых валов.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for crankshafts.

Цель - повьшение предела усталостой прочноЬти при температуре 400°С. Изобретение иллюстрируетс  примеами конкретного применени .The goal is to increase the fatigue strength limit at a temperature of 400 ° C. The invention is illustrated with specific application examples.

Выбор граничных пределов содержаи  компонентов обусловлен следующим. Введение углерода и кремни  в указанных пределах обеспечивает необхоимые свойства предлагаемого высокопрочного чугуна. Присадка углерода и кремни  в чугун меньше нижнего преела приводит к отбелу и ухудшению обрабатьшаемости получаемых отливок. Присадка выше верхнего предела приводит к увеличению не только количества , но и размера включений графита шаровидной формы, а также к нарушению однородности металлической осно- вы в отливках, что в дальнейшем снижает усталостную прочность.The choice of boundary limits for the content of components is determined by the following. The introduction of carbon and silicon within the specified limits provides the necessary properties of the proposed high-strength cast iron. The addition of carbon and silicon to cast iron less than the lower limit of the prel leads to bleaching and deterioration in the processability of the resulting castings. An additive above the upper limit leads to an increase not only in the amount, but also in the size of spheroidal graphite inclusions, as well as in the homogeneity of the metal base in the castings, which further reduces the fatigue strength.

Содержание марганца меньше нижнего предела не оказывает существенного ВЛИЯШ1Я на свойства чугуна. Введение марганца выше верхнего предела приводит к вьщелению карбидов в ли- той структуре, увеличению твердости и ухудшению обрабатываемости, а после нормализации - к повышению твердости и сни {ению усталостной прочнос- ,ти, а следовательно, уменьшению долговечности коленчатого вала.The manganese content below the lower limit does not have a significant effect on the properties of cast iron. The introduction of manganese above the upper limit leads to the precipitation of carbides in the cast structure, an increase in hardness and deterioration in workability, and after normalization, an increase in hardness and reduction {fatigue strength, and consequently, a decrease in the durability of the crankshaft.

Присадка фосфора меньше нижнего предела не оказывает вли ни  на структуру и свойства чугуна. Содержание фосфора выше верхнего предела при- водит к формированию фосфидных включений значительного размера, что потребует хвеличани  модифицирующих элементов , а также сопровождаетс  снижением прочности свойств чугуна.Phosphorus additive less than the lower limit does not affect the structure and properties of cast iron. The phosphorus content above the upper limit leads to the formation of phosphide inclusions of considerable size, which will require a rise in the modifying elements, and is also accompanied by a decrease in the strength of the properties of the iron.

Легирование высокопрочного чугу.на никелем и молибденом повышает прочностные свойства. Особенно сильно это вли ние про вл етс  при воздействии высоких температур, что непосредственно св зано с формированием мелкозернистой литой структуры.Введение никел  и молибдена меньше нижнего предела практически не вли ет на изменение структуры и механических свойств чугуна. Присадка никел  выше верхнего предела нецелесообразна ни экономически, ни практически , поскольку его содержание более 2,1% начинает способствовать графитизации , а следовательно, изменению структуры чугуна. Присадка молибдена выше верхнего предела приводит к увёличению количества карбидов при нормализации , что резко повьшзает твердость и снижает усталостную прочность.Doping of high-strength pig iron. On nickel and molybdenum increases the strength properties. This effect is particularly strong when exposed to high temperatures, which is directly related to the formation of a fine-grained cast structure. The introduction of nickel and molybdenum below the lower limit has practically no effect on the change in the structure and mechanical properties of the iron. Nickel addition above the upper limit is inexpedient neither economically nor practically, since its content of more than 2.1% begins to contribute to graphitization and, therefore, to a change in the structure of cast iron. The addition of molybdenum above the upper limit leads to an increase in the amount of carbides during normalization, which dramatically increases hardness and reduces fatigue strength.

Модифицирование чугуна комплексом элементов обеспечивает однороднуюModification of cast iron with a complex of elements ensures uniform

структуру и правильную шаровидную форму включений графита практически одинакового размера. При этом происходит св зывание примесных элементов и неметаллические включени  правильной округлой формы. Взаимодействие модифицирующих элементов с деглобу- л ризаторами приводит к исключению их отрицательного вли ни  на механизм формировани  включений графита шаровидной формы. the structure and the correct spherical shape of graphite inclusions are almost the same size. When this occurs, the binding of impurity elements and non-metallic inclusions of regular rounded shape. The interaction of modifying elements with deglobulizers leads to the exclusion of their negative influence on the mechanism of the formation of spherical graphite inclusions.

Присутствие в комплексном модификаторе натри , имеющего малый атомный вес, обеспечивает глубокое очищение расплава от кислорода за счетThe presence in the complex modifier of sodium, having a small atomic weight, provides deep purification of the melt from oxygen due to

большого сродства и быстрого всплыва- ни  окислов. Присадка эрби  значительно усиливает процесс обессерива- ни  расплава, что существенно усиливает эффект модифицировани ,high affinity and rapid pop-up of oxides. The addition of erbium greatly enhances the process of desulfurization of the melt, which significantly enhances the effect of modifying

привод  почти к полной сфероиди- зации включений графита и более равномерному их росту.drive to almost complete spheroidization of graphite inclusions and their more uniform growth.

Оставшиес  мелкозернистые неметаллические включени  при кристаллизации расплава оказьшают существенное вли ние на формирование металлической основы чугуна. В частности, наход сь в расплаве в твердом состо нии, они выполн ют роль зародьш1ей, образу The remaining fine-grained non-metallic inclusions during the crystallization of the melt have a significant effect on the formation of the metallic base of cast iron. In particular, being in a melt in a solid state, they perform the role of nuclei, forming

в конечном итоге мелкозернистую структуру. Очища  границы зерен и измен   их энергетическое состо ние, модифицирующие элементы привод т к существенному повьш1ению прочностныхultimately fine-grained structure. Cleansing the grain boundaries and changing their energy state, modifying elements leads to a significant increase in the strength

характеристик чугуна в литом состо нии . При оптимальном режиме нормализации эти свойства значительно по- вьш1аютс , обеспечива  высокие эксплуатационные характеристики деталей.characteristics of cast iron in a cast state. In the optimal normalization mode, these properties significantly improve, providing high performance characteristics of the parts.

Содержание модифицирующих элементов (каждого в отдельности) меньше нижней границы неэффективно, поскольку процесс модифицировани  расплава чугуна протекает частично, а вьш1е The content of the modifying elements (each separately) less than the lower limit is inefficient, since the process of modifying the molten pig iron proceeds in part, and

верхнего предела ведет к отрицательным результатам - происходит процесс перемодифицировани , т.е. при эвтектической , кристаллизации образуютс  включени  графита пластинчатой формы.the upper limit leads to negative results - the process of remodification occurs, i.e. during eutectic crystallization, platelet-shaped graphite inclusions are formed.

Claims (1)

Формула изобретениInvention Formula Высокопрочный чугун, содержащий g углерод, кремний, марганец, фосфор, никель, молибден, магний, лачтан и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  усталос ной прочности при , он дополниHigh-strength cast iron containing g carbon, silicon, manganese, phosphorus, nickel, molybdenum, magnesium, hatch and iron, characterized in that, in order to increase fatigue strength, it complements которые отрицательно сказьгааютс  на свойствах чугуна.which adversely affect the properties of the cast iron. Пример . Выплавку чугуна провод т в дуговой электропечи ДСП-ЗА. В расплав чугуна при 1773-1793 К ввод т легирующие элементы - никель гранулированный и ферромолибден. Перед выпуском из печи жидкого чугуна на дно ковша ввод т лантан, неодим, ит- 10 тельно содержит неодим, эрбий, иттрий , эрбий и натрий, модифицирование трий и натрий при следующем соотно- осуществл ют металлическим магнием в автоклаве. Заливку провод т при 1653-1693 К, отливают коленчатые валы и образцы. Отливки подвергают нор- 15 мализации по режиму: нагрев при 1133-1213 К, выдержка 1 ч, охлаждение на воздухе.An example. The smelting of iron is carried out in a DSP-ZA electric arc furnace. The alloying elements — granular nickel and ferromolybdenum — are introduced into the molten iron at 1773-1793 K. Before discharging molten iron from the furnace, lanthanum, neodymium, it contains neodymium, erbium, yttrium, erbium, and sodium are introduced into the bottom of the ladle, modifying triium and sodium in the following ratio are carried out in metallic autoclave. The casting is carried out at 1653-1693 K, crankshafts and samples are cast. Castings are normalized according to the mode: heating at 1133-1213 K, holding for 1 h, cooling in air. Химический состав выплавленных чугунов приведен в табл, 1, прочност- 20 ные характеристики - в табл, 2, изThe chemical composition of the smelted iron is given in Table 1, the strength characteristics are given in Table 2, from шении компонентов, мас,%:components, wt,%: Углерод3,3-3,9Carbon3.3-3.9 КремнийSilicon МарганецManganese ФосфорPhosphorus НикельNickel МолибденMolybdenum МагнийMagnesium ЛантанLanthanum НеодимNeodymium 2,2-3,02.2-3.0 0,5-0,90.5-0.9 0,03-0,100.03-0.10 0,3-2,10.3-2.1 0,1-0,70.1-0.7 0,02-0,040.02-0.04 0,005-0,0080.005-0.008 р,003-0,006p, 003-0,006 которых следует, что ввод в состав чугуна Nd, Ег, Yt и Na обеспечивает повьшение предела усталостной прочности при в 1,02-1,1 раза.which implies that the introduction of Nd, Er, Yt and Na into the composition of the iron ensures that the fatigue strength limit is increased by 1.02-1.1 times. Формула изобретени Invention Formula Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, никель, молибден, магний, лачтан и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  усталостной прочности при , он дополнительно содержит неодим, эрбий, иттрий и натрий при следующем соотно- High-strength cast iron containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, nickel, molybdenum, magnesium, latchtan and iron, characterized in that, in order to increase fatigue strength, it additionally contains neodymium, erbium, yttrium and sodium at the following ratio 0 тельно содержит неодим, эрбий, иттрий и натрий при следующем соотно- 5 0 is likely to contain neodymium, erbium, yttrium and sodium in the following ratio 5 0 0 шении компонентов, мас,%:components, wt,%: Углерод3,3-3,9Carbon3.3-3.9 КремнийSilicon МарганецManganese ФосфорPhosphorus НикельNickel МолибденMolybdenum МагнийMagnesium ЛантанLanthanum НеодимNeodymium ЭрбийErbium ИттрийYttrium НатрийSodium 5five ЖелезоIron 2,2-3,02.2-3.0 0,5-0,90.5-0.9 0,03-0,100.03-0.10 0,3-2,10.3-2.1 0,1-0,70.1-0.7 0,02-0,040.02-0.04 0,005-0,0080.005-0.008 р,003-0,006p, 003-0,006 0,001-0,0030.001-0.003 0,008-0,0100,008-0,010 0,001-0,0030.001-0.003 Остальное.,Rest., Таблица 1Table 1 :Чугун:Cast iron Содержание химических элементов, мае,ЖThe content of chemical elements, May, F SiМпСгРNi Mo 1 Си TiSiMnSgPNi Mo 1 Cu Ti HsBecl-HbiuHsBecl-Hbiu 3,20 2,10 0,04 0,153.20 2.10 0.04 0.15 ПредлагаемыйProposed : Чугун: Cast iron Т T . Продолжение. Continuation 1 151 15 Содержание химическюс элементов, «rac.Z YThe content of chemical elements, "rac.Z Y La.La. Nd 1Nd 1 CisCis ElEl звес ттstars tt ) 0,12 0,04 0,05 0 ,06 Предлагаемый 1) 0.12 0.04 0.05 0, 06 Offered 1 2 32 3 4four 0,02 0,006 0,004 0,010-,0,002 0,002 ,04 0,005 0,003 0,008 -,0,001 0,003 ,02 0,00& 0,006 0,010 - ,, 0,03 0,007 0,005 0,009 0 ,003 0,001 0,003 0,003 0.02 0.006 0.004 0.010-, 0.002 0.002, 04 0.005 0.003 0.008 -, 0.001 0.003, 02 0.00 & 0.006 0.010 - ,, 0.03 0.007 0.005 0.009 0, 003 0.001 0.003 0.003 1,80 0,70 2,0 0,061.80 0.70 2.0 0.06 . Продолжение табл,1. Continued tabl, 1 химическюс элементов, «rac.Z Ychemical elements, “rac.Z Y Nd 1Nd 1 CisCis ElEl NaNa FeFe 0,06 Оеталь- aoe0.06 Oetal- aoe 0,003 0,001 0,003 0,003 0.003 0.001 0.003 0.003 Таблица 1Table 1
SU874270053A 1987-05-19 1987-05-19 High-strength cast iron SU1447918A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874270053A SU1447918A1 (en) 1987-05-19 1987-05-19 High-strength cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874270053A SU1447918A1 (en) 1987-05-19 1987-05-19 High-strength cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1447918A1 true SU1447918A1 (en) 1988-12-30

Family

ID=21313987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874270053A SU1447918A1 (en) 1987-05-19 1987-05-19 High-strength cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1447918A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657964C1 (en) * 2017-11-27 2018-06-18 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 850722, кп. С 22 С 37/10, 1981. Авторское свидетельство СССР № 1057570, кл, С 22 С 37/10, 1983. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2657964C1 (en) * 2017-11-27 2018-06-18 Юлия Алексеевна Щепочкина Cast iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US2950187A (en) Iron-calcium base alloy
SU1447918A1 (en) High-strength cast iron
CN1218059C (en) Vermiculizer for disposing high sulfur melted iron in vermicular cast iron production
CN116848278A (en) Spheroidal graphite cast iron, manufacturing method of spheroidal graphite cast iron and spheroidizing agent
RU2149914C1 (en) Cast iron
JP2602838B2 (en) High thermal expansion cast iron
US2816829A (en) Nodular iron manufacture
SU1723182A1 (en) Cast iron with vermicular graphite
SU1421794A1 (en) Iron
US2661283A (en) Lithium treated cast iron
SU1139766A1 (en) Cast iron
SU1096299A1 (en) Cast iron
SU1285046A1 (en) Cast iron
RU2149913C1 (en) Cast iron
SU1320255A1 (en) Cast iron
SU1014957A1 (en) Cast iron
SU1186684A1 (en) High-strength cast iron
SU1406201A1 (en) Cast iron
SU1178791A1 (en) Malleable cast iron
SU550454A1 (en) Cast iron
SU1027266A1 (en) Cast iron
SU985119A1 (en) High-strength cast iron
SU773121A1 (en) High-strength cast iron
SU1313887A1 (en) Malleable iron
SU1043179A1 (en) Aigh-phosphrus cast iron