SU1468957A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1468957A1
SU1468957A1 SU874235369A SU4235369A SU1468957A1 SU 1468957 A1 SU1468957 A1 SU 1468957A1 SU 874235369 A SU874235369 A SU 874235369A SU 4235369 A SU4235369 A SU 4235369A SU 1468957 A1 SU1468957 A1 SU 1468957A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
plastic deformation
critical load
wear resistance
content
Prior art date
Application number
SU874235369A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Михайлович Бондарев
Владимир Михайлович Михайловский
Владимир Николаевич Рыбаков
Ирина Михайловна Громыко
Наталья Борисовна Кузнецова
Original Assignee
Белорусский 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 Белорусский Политехнический Институт filed Critical Белорусский Политехнический Институт
Priority to SU874235369A priority Critical patent/SU1468957A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1468957A1 publication Critical patent/SU1468957A1/en

Links

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области металлургии и может быть использовано дл  получени  литых деталей, работающих при высоких температурах под нагрузкой. Цель изобретени  повышение критической нагрузки, вы- зывакщей пластическую деформацию в интервалах температур 673-813К, из- носостойкости, термостойкости и жид- котекучести. Предлагаемый чугун содержит компоненты в.следующем соотношении , мас,%: С 3,0-3,6; Si 1,8- 2,4;-Мп 0,005-0,04; V 0,05-0,14; Мо 0,1-0,5; А1 0,1-0,5; Ni 0,1-0,6; Сг 0,1-0,5; Та и/или Nb 0,15-0,35; Ti 0,01-0,50; Zr 0,2-0,8; Sb 0,05- 0,10; As 0,1-0,4; Fe ост. Чугун имеет следукнцие свойства: ..жидкотекучесть 128-135 мм; износ 0,093-0,0132 г, термостойкость 52-60 циклов до разру - шени , критическа  нагрузка пластической деформации при 673 К 301- 368 МПа, при 873 К 278-346 МПа. 2 табл. WThe invention relates to the field of metallurgy and can be used to produce cast parts operating at high temperatures under load. The purpose of the invention is to increase the critical load, which causes plastic deformation in the temperature ranges 673-813K, wear resistance, heat resistance and fluidity. The proposed cast iron contains components in the following ratio, wt.%: C 3.0-3.6; Si 1.8-2.4; -Mn 0.005-0.04; V 0.05-0.14; Mo 0.1-0.5; A1 0.1-0.5; Ni 0.1-0.6; Cr 0.1-0.5; Ta and / or Nb 0.15-0.35; Ti 0.01-0.50; Zr 0.2-0.8; Sb 0.05-0.10; As 0.1-0.4; Fe stop Cast iron has the following properties: fluid flowability of 128-135 mm; wear 0.093-0.0132 g, heat resistance 52-60 cycles to failure, critical load of plastic deformation at 673 K 301– 368 MPa, at 873 K 278–346 MPa. 2 tab. W

Description

1one

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано дл  получени  литых деталей, работающих при высоких температурах под нагрузкой .The invention relates to metallurgy and can be used to produce cast parts operating at high temperatures under load.

Цель изобретени  - повьппение критической нагрузки, вызывающей пластическую деформацию в интервалах температур 673 - 873 К, износостойкости, термостойкости и -идкотекучести.The purpose of the invention is to increase the critical load, which causes plastic deformation in the temperature ranges of 673-873 K, wear resistance, heat resistance and fluidity.

Пределы содержани  элементов в составе чугуна установлены экспериментально . Содержание углерода и кремни  определено, исход  из обеспечени  требуемой графитизации сплава . Минимальное их содержание обес-The limits of the content of elements in the composition of cast iron are established experimentally. The carbon and silicon contents are determined based on the required graphitization of the alloy. Their minimum content is

: печивает получение в чугуне при максимальном содержании карбидообразую- щих элементов, не более 10% структурно свободных карбидов.. Максимальное содержание углерода и кремни  рбусловлено снижением износостойкости и величины критической нагрузки, вызьгаан цей пластическую, деформацию при содержании легирующих элементов на нижнем уровне, так и в термооб- работанном виде. Минимальное содержание ванади  и молибдена обеспечивает требуемый запас прочности и износостойкости при высоких температурах . Верхние пределы содержани  этих элементов ограничены вследствие: bakes production in cast iron with a maximum content of carbide-forming elements, not more than 10% of structurally free carbides .. The maximum content of carbon and silicon is caused by a decrease in wear resistance and the critical load, caused by plastic, deformation at the content of alloying elements at the lower level, and in heat treated form. The minimum content of vanadium and molybdenum provides the required margin of safety and wear resistance at high temperatures. The upper limits of the content of these elements are limited due to

4iab4iab

аиai

0000

0 сд0 pr

их сильного отбеливающего действи , из-за чего снижаетс  критическа  нагрузка, вызывающа  пластическую дформацию .their strong whitening effect, which reduces the critical load causing plastic strain.

Сурьма в чугуне в количествах 0,05-0,1% способствует получению высокодисперсной перлитной структуры с количеством феррита не более 10%. Содержание сурьмы менее 0,05% приво дит к ферритизации металлической основы чугуна, а выше 0,1% огрубл е перлитную составл ющую и снижает износостойкость и приводит к уменьшению критической нагрузки при плас- тической деформации.Antimony in cast iron in quantities of 0.05-0.1% contributes to obtaining a highly dispersed pearlitic structure with an amount of ferrite of not more than 10%. An antimony content of less than 0.05% leads to the ferritization of the metal base of cast iron, and above 0.1% of the coarse pearlite component and reduces wear resistance and leads to a decrease in the critical load during plastic deformation.

Алюминий в составе сплава  вл т- с  сильным графитизатором. Оксиды алюмини   вл ютс  подложками дл  кристаллизации графита. Добавка алю- мини  выше 0,5% приводит к сильной ферритизации матрицы, а ниже 0,1% не оказывает вли ни  на зффект гра- фитизации. Содержание алюмини  в пределах 0,1-0,5% измельчает включени  графита. Положительное вли ние алюмини  на износостойкость св зано с по влением в составе чугуна эвтек- тоида структуры сложного карбида , взамен цементита. Присутстви алюмини  в пределах 0,1-0,5% исключает также образование газовой пористости в отливках.Aluminum in the alloy composition is strong with a graphitizer. Aluminum oxides are substrates for the crystallization of graphite. The addition of aluminum above 0.5% leads to a strong ferritization of the matrix, and below 0.1% does not affect the effect of graphitization. The aluminum content in the range of 0.1-0.5% grinds inclusions of graphite. The positive effect of aluminum on wear resistance is associated with the appearance of eutectic structure of complex carbide in cast iron, instead of cementite. The presence of aluminum in the range of 0.1-0.5% also eliminates the formation of gas porosity in the castings.

Никель, введенный в сплав в количестве 0,1-0,6% за счет снижени  температуры у - oi преврал1ени  замед- л ет диффузию атомов углерода и образование графита в процессе перлитного превращени , тем самым повыша  прочность и гор чую твер-. дость сплава.Nickel introduced into the alloy in an amount of 0.1–0.6% due to a decrease in the temperature y – oi conversion slows down the diffusion of carbon atoms and the formation of graphite in the process of pearlite transformation, thereby increasing strength and hot solid. alloy rafting.

Наличие в сплава указанного элемента способствует, кроме того, более равномерному распределению свойств по сечению отливки.The presence in the alloy of the specified element contributes, in addition, a more uniform distribution of properties over the cross section of the casting.

Ниобий и тантал очень близки между собой как по химическим свойствам так и по вли нию на свойства сплавов системы Fe-C. Введение в состав чугуна ниоби  и тантала способствует перлитизации металлической матрицы и повышает дисперсность фаз за счет образовани  сложных устойчивых карбидов Nb,,Cg и Та„С, твердость которых соответственно равна 83 и 82 ед HRA. Располага сь вдоль гра- ниц эвтектических зерен, они преп тствуют их росту, что повьппает критическую нагрузку пластической деформации и способствует снижению износостойкости чугуна. Содержание ниоби  или (и) тантала на уровне 0,15% сооветствует существенному увеличению порога начала пластической деформации . При содержании свыпш 0,35% данные элементы ухудшают жидкотеку- честь и износостойкость сплава вследствие образовани  сплоиной сетки карбидов .Niobium and tantalum are very close to each other both in chemical properties and in their influence on the properties of alloys of the Fe – C system. The introduction of niobium and tantalum into the cast iron contributes to the perlitization of the metal matrix and increases the dispersion of the phases due to the formation of complex stable Nb carbides, Cg and Ta-C, the hardness of which is 83 and 82 units of HRA, respectively. Located along the boundaries of eutectic grains, they impede their growth, which increases the critical load of plastic deformation and contributes to a decrease in the wear resistance of cast iron. The content of niobium or (and) tantalum at the level of 0.15% corresponds to a significant increase in the threshold for the onset of plastic deformation. When the content is over 0.35%, these elements deteriorate the fluidity and wear resistance of the alloy due to the formation of a carbide mesh.

Титан, начина  с добавок 0,01% оказывает сильное графитизирующее действие на чугун. Облада  большим сродством к азоту и кислороду, растворенным в чугуне, он образует многочисленные подложки дл  кристаллизации графитной фазы, измельча  графит При содержании CBbraie 0,5% титан способствует образованию первичных карбидов , снижающих критическую нагрузку пластической деформации.Titanium, starting with the addition of 0.01%, has a strong graphitizing effect on cast iron. Possessing a high affinity for nitrogen and oxygen dissolved in iron, it forms numerous substrates for the crystallization of the graphite phase, grinding graphite. When the content of CBbraie is 0.5%, titanium promotes the formation of primary carbides that reduce the critical load of plastic deformation.

Хром при содержании до 0,5% упроч |Н ет металлическую основу чугуна. концентрации свыгае 0,5% хром повышает износостойкость, но снижает жидкотекучесть и критическую нагрузку пластической деформации за счет образовани  большого числа карбидов и , именлцих кубическую форму и служащих концентраторами напр жений при деформации и ухудшающих течение расплава по каналам литейной формы;Chromium with a content of up to 0.5% of the strength of the metallic base of cast iron. Concentration sludge 0.5% chromium increases wear resistance, but reduces the fluidity and critical load of plastic deformation due to the formation of a large number of carbides and, cubically, serving as stress concentrators during deformation and deteriorating the melt through the channels of the mold;

Цирконий при вводе его в чугун в количестве 0,2-0,8% измельчает включение графита и оказывает положительное воздействие на металлическую основу чугуна. Повышение дисперсности матрицы и ее гомогенизации привод т к повышению критической нагрузки пластической деформации и износостойкости. При содержании свыше 0,8% цирконий приводит к образованию карбидов. Така  структура способствует снижению прочностных свойств сплава при высоких температурах . Добавка циркони  менее 0,2% способствует измельчению включений графита, но не упрочн ет металлическую основу сплава.Zirconium when entering it into iron in the amount of 0.2-0.8% grinds the incorporation of graphite and has a positive effect on the metal base of the iron. Increasing the dispersion of the matrix and its homogenization leads to an increase in the critical load of plastic deformation and wear resistance. When the content of more than 0.8% zirconium leads to the formation of carbides. Such a structure helps to reduce the strength properties of the alloy at high temperatures. An additive of zirconium less than 0.2% contributes to the grinding of graphite inclusions, but does not strengthen the metal base of the alloy.

Ввод мышь ка в количестве О,1- 0,4% вызывает снижение температуры эвтектического превращени  на 293 К и повьшает температуру эвтектоидного превращени  на 288 К и тем самым оказывает существенное вли ние ИР только на графитообразование, но и.Entering the mouse in an O amount of 1–0.4% causes a decrease in the temperature of the eutectic transformation by 293 K and increases the temperature of the eutectoid transformation by 288 K and thus has a significant effect of the IR only on graphite formation, but also.

на металлическую основу чугуна, что позвол ет существенно повысить износостойкость , жидкотекучесть и термостойкость сплава, а также увеличить критическую нагрузку, при которой начинаетс  пластическа  деформаци .on the metal base of cast iron, which significantly increases the wear resistance, fluidity and heat resistance of the alloy, as well as increases the critical load at which plastic deformation begins.

Вьтлавку чугунов производ т в тигельной печи ЛПЗ-67. В качестве шихтовых материалов примен ют металли- зованные окатыши, возврат собственного производства, электродный бой, кристаллический кремний и ферросплавы . После расплавлени  окатышей и скачивании шлака в жидкую ванну догружают возврат и расплав перегревают до температуры 1723-1753 К, Хром, молибден, ванадий и мьш1ь к ввод т в расплав в виде ферросплавов ФМ1 (58% Мо) и Eg - 1 (35% V), фер- ромьш1ь ка (32% As) и феррохрома ФХ,The cast iron is produced in a LPZ-67 crucible furnace. Metallized pellets, return of own production, electrode breakdown, crystalline silicon, and ferroalloys are used as charge materials. After the pellets are melted and slag is loaded into the liquid bath, the return is refilled and the melt is heated to temperatures of 1723-1753 K, Chromium, molybdenum, vanadium and mice are introduced into the melt in the form of ferroalloys FM1 (58% Mo) and Eg - 1 (35% V ), ferromic acid (32% As) and ferrochrome PF,

Циркрнйй, сурьму,алюминий и никель в виде кристаллической сурьмы СуО, электролитического никел  Н-3, алюмини  АВ97 и циркони .Circium, antimony, aluminum and nickel in the form of crystalline antimony, SuO, electrolytic nickel H-3, aluminum AB97 and zirconium.

Расчет шихты дл  получени  чугуна предлагаемого состава осуществл етс  с учетом усвоени  кремни  сурьмы, циркони  и алюмини  на уровне 85-90% хрома, ванади , никел  и молибдена - иа уровне 75-80%, Ниобий и тантал и сплав ввод т в виде лигатуры ЖНБ (ВТУ)(КЗФ-6-67) с содержанием NbfTa - 25%. Усвоение лигатуры ЖНБ при температуре 1753 К составл ет 65%. Усвоение мышь ка из ферромьш1ь ка составл ет 70-80%.The charge for producing pig iron of the proposed composition is calculated taking into account the absorption of antimony, zirconium and aluminum silicon at the level of 85-90% of chromium, vanadium, nickel and molybdenum - 75-80%, Niobium and tantalum and alloy are introduced in the form of a ligature of the GNB (VTU) (KZF-6-67) with NbfTa content - 25%. The assimilation of the ligature of the GNB at a temperature of 1753 K is 65%. The absorption of a ferrom mouse is 70-80%.

Составы чугунов приведены в табл, 1.The cast iron compositions are given in Table 1.

Испытани  на износостойкость провод т в режиме сухого трени  скольжени  (V 1,2 м/с, Р 30 кг/см) на машине МТ-2.The wear resistance tests were carried out in the dry friction sliding mode (V 1.2 m / s, P 30 kg / cm) on an MT-2 machine.

Критическую нагрузку пластической деформации определ ют иа Образцах0The critical load of plastic deformation is determined by

5five

00

5five

00

диаметром 16 мм и высотой 100 мм по следующей методике.with a diameter of 16 mm and a height of 100 mm according to the following procedure.

Образец, закрепленный в приспособление , нагружают последовательно при одновременном нагреве по центру (673-873 к) и фиксируют нагрузку, при которой происходит деформаци  чугуна.The sample, fixed in the fixture, is loaded in series with simultaneous heating in the center (673-873 k) and the load is fixed at which the cast iron is deformed.

Свойства сплавов представлены в табл,2. Как видно из табл.2, введение в состав сплава мьшгь ка.и циркони  повьш1ает жидкотекучесть, критическую нагрузку пластической деформации сплава, а также его износостойкость и термостойкость.The properties of the alloys are presented in Table 2. As can be seen from Table 2, the introduction of an alloy ka.i zirconium into the composition of the alloy increases the fluidity, the critical load of plastic deformation of the alloy, as well as its wear resistance and heat resistance.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Чугун, содержащий углерод, кремний , марганец, ванадий, молибден, алюминий, никель, хром, ниобий и/ипи тантал, титан, цирконий и железо, . отличающийс  тем, что, с целью повьппени  критической нагрузки , вызывающей пластическую деформацию в интервале 673-873 К, износостойкости , термостойкости и жцд- котекучести, он дополнительно -содержит сурьму и мышь к при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:Cast iron containing carbon, silicon, manganese, vanadium, molybdenum, aluminum, nickel, chromium, niobium and / or tantalum, titanium, zirconium and iron,. characterized in that, in order to increase the critical load causing plastic deformation in the range of 673-873 K, wear resistance, heat resistance and railway resistance, it additionally contains antimony and mouse in the following ratio of ingredients, wt.%: 3535 4040 4545 14689571468957 10 Габлица210 Gablitz2 2)2) 105 ТЗТ 132 128 141 117105 TZT 132 128 141 117 Oj,l28Oj, l28 295295 3 4 5 63 4 5 6 0,00933010,0093301 0,01013190,0101319 0,01323680,0132368 0,01202870,0120287 0,01483560,0148356 295295 270270 М.M. 301301 52 60 56 68 5252 60 56 68 52
SU874235369A 1987-04-27 1987-04-27 Cast iron SU1468957A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874235369A SU1468957A1 (en) 1987-04-27 1987-04-27 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU874235369A SU1468957A1 (en) 1987-04-27 1987-04-27 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1468957A1 true SU1468957A1 (en) 1989-03-30

Family

ID=21300468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU874235369A SU1468957A1 (en) 1987-04-27 1987-04-27 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1468957A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114210A1 (en) * 2014-01-28 2015-08-06 Wärtsilä Finland Oy A spheroidal graphite iron for cylinder heads and method for manufacturing it

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №555163, кл. С 22 С 37/10, 1975. Патент Англии № 1149401, кл. С 7 А, 1966. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114210A1 (en) * 2014-01-28 2015-08-06 Wärtsilä Finland Oy A spheroidal graphite iron for cylinder heads and method for manufacturing it

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1043661C (en) Process for smelting titanium steel and obtained titanium steel
CN108220816A (en) A kind of low chromium shock resistance high-temperature antiwear alloy steel and preparation method thereof
CN105401066A (en) Low-tin-silicon-molybdenum vermicular graphite cast iron and preparation method thereof
CN101760667A (en) Novel high strength and toughness titanium alloy
JP2002508807A (en) Stainless steel powder
KR910009876B1 (en) Silicon modified low chromium ferritic alloy for high temperature use
US2762705A (en) Addition agent and process for producing magnesium-containing cast iron
SU1468957A1 (en) Cast iron
US3328164A (en) Prealloy for the treatment of iron and steel melts
CN104630608B (en) A kind of heat-resisting spheroid and production technology thereof
SU1036786A1 (en) Cast iron
JPH0472039A (en) High purity heat resistant steel
US2568251A (en) Process for refining refractory carbides
JP2603980B2 (en) High heat-insulating cast iron
US4661317A (en) Method for manufacturing a hydrogen-storing alloy
US3306737A (en) Magnesium and rare earth metal containing prealloy for the treatment of iron and steel melts
JPH0215618B2 (en)
US3463675A (en) Malleable irons including tellurium and bismuth
SU1421794A1 (en) Iron
RU2005806C1 (en) Quick-cutting steel
JPH05302141A (en) High heat insulating corrosion resistant cast iron
RU2135617C1 (en) Alloy with free and fixed carbon and method of its production
SU1668456A1 (en) Cast iron
SU1280038A1 (en) Alloy with zero amplitude of neutron coherent scattering
SU1611972A1 (en) Cast iron