SU1560608A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1560608A1
SU1560608A1 SU884398216A SU4398216A SU1560608A1 SU 1560608 A1 SU1560608 A1 SU 1560608A1 SU 884398216 A SU884398216 A SU 884398216A SU 4398216 A SU4398216 A SU 4398216A SU 1560608 A1 SU1560608 A1 SU 1560608A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
cast iron
bismuth
sleeves
magnesium
Prior art date
Application number
SU884398216A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Леонидович Счисленок
Семен Наумович Леках
Виктор Александрович Шейнерт
Анатолий Григорьевич Слуцкий
Валерий Филиппович Злобин
Валерий Евгеньевич Яковчук
Олег Михайлович Ковалев
Семен Яковлевич Рубинштейн
Иосиф Владимирович Лазарь
Юрий Петрович Белый
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 SU884398216A priority Critical patent/SU1560608A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1560608A1 publication Critical patent/SU1560608A1/en

Links

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано при изготовлении гильз двигателей, полученных методом центробежного лить . Цель изобретени  - стабилизаци  твердости по сечению заготовок гильз, исключение торцового отбела. Предлагаемый чугун содержит, мас.%: углерод 3,1-3,5The invention relates to a foundry, namely, to compositions of high carbon iron alloys, and can be used in the manufacture of engine liners obtained by the method of centrifugal casting. The purpose of the invention is to stabilize the hardness over the section of the liner blanks, with the exception of face chill. The proposed cast iron contains, wt%: carbon 3.1-3.5

кремний 1,8-2,5silicon 1.8-2.5

марганец 0,5-0,9manganese 0.5-0.9

хром 0,2-0,5chromium 0.2-0.5

никель 0,15-0,5nickel 0.15-0.5

медь 0,2-0,5copper 0.2-0.5

ванадий 0,05-0,2vanadium 0.05-0.2

титан 0,03-0,1titanium 0.03-0.1

фосфор 0,2-0,6phosphorus 0,2-0,6

РЗМ 0,005-0,02REM 0.005-0.02

магний 0,005-0,02magnesium 0.005-0.02

висмут 0,003-0,01bismuth 0.003-0.01

железо - остальное. Использование предлагаемого чугуна позвол ет резко снизить перепад твердостей на наружных и внутренних поверхност х гильз, получить более однородные размеры включений графита и исключить торцовой отбел гильз при центробежном литье в металлические формы. 2 табл.iron - the rest. The use of the proposed cast iron makes it possible to drastically reduce the difference in hardness on the outer and inner surfaces of the sleeves, to obtain more uniform dimensions of the inclusions of graphite and to exclude the end churning of the sleeves when centrifugally casting into metal molds. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа , и может быть использовано при изготовлении заготовок, гильз двигателей , полученных методом центробежного лить , к которым предъ вл ютс  повышенные требовани  по качеству , стабильности микроструктуры.The invention relates to foundry production, namely to compositions of high carbon iron alloys, and can be used in the manufacture of blanks, engine sleeves obtained by the method of centrifugal casting, to which there are increased requirements for the quality and stability of the microstructure.

Целью изобретени   вл етс  стабилизаци  твердости по сечению заготовок гильз и исключение торцового отбела.The aim of the invention is to stabilize the hardness over the cross section of the liner blanks and to exclude face chill.

При центробежном способе лить  заготовок гильз в посто нные металлические формы оптимизированы пределы содержани  основных и легирующихWith the centrifugal method of casting liner blanks into permanent metal molds, the limits of the content of basic and alloying materials are optimized.

элементов. Предложенный чугун содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, титан, фосфор, РЗМ, магний, висмут и железо при следующем соотношении компонентов , мас.%:items. The proposed cast iron contains carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, vanadium, titanium, phosphorus, rare-earth metals, magnesium, bismuth and iron in the following ratio of components, wt.%:

3,1-3,53.1-3.5

1,8-2,51.8-2.5

0,5-0,90.5-0.9

0,2-0,50.2-0.5

0,15-0,50.15-0.5

0,2-0,50.2-0.5

0,05-0,200.05-0.20

0,03-0,100.03-0.10

УглеродCarbon

КремнийSilicon

МарганецManganese

ХромChromium

НикельNickel

МедьCopper

ВанадийVanadium

ТитанTitanium

ФосфорPhosphorus

РЗМRare earth metal

МагнийMagnesium

0,2-0,6 0,005-0,02 0,005-0,020.2-0.6 0.005-0.02 0.005-0.02

СПSP

ОдOd

О ОOh oh

оabout

0000

Висмут0,003-0,0Bismuth 0.003-0.0

ЖелезоОстальноеIronErest

Как показали экспериментальные исследовани  концентрационные пре- Делы углерода (3,1-3,5 мас.%) и кремни  (1,8-2,5 мас.%) при наличии эффективного графитизирующего модифицировани  РЗМ (0,005-0,02 мае.% и при оптимальном содержании карбидо стабилизирующих элементов: марганца (0,5-0,9 мас.%), хрома (0,2-0,5 мас.% и ванади  (0,05-0,2 мас.%) обеспечивают получение равномерно распределенных включений графитл Дополни- тельный ввод магни  (0,005-0,02мас.%) и висмута (0,003-0,01 мас.%) позвол ет резко снизить структурную неоднородность по длине, а главное радиальной толщине гильз. Включени  графита и эвтектическа   чейка измельчаютс . При этом существенно улучшаетс  распределение и строение фосфидной эвтектики. В совокупности с повышенной скоростью охлаждени  ввод в сумме магни , висмута и РЗМ позвол ет получить оптимальную антифрикционную структуру гильз при концентрации фосфора 0,2-0,6 мас.% и ванади  (0,05-0,2 мас.%), что снижа- ет также.затраты на легирование. Механизм такого воздействи  от дополнительного ввода магни  и висмута св зан с их сильным вли нием на процесс кристаллизации эвтектики в чугуне. Магний в небольших количест- вах (до 0,02 мас.%) за счет создани  дополнительных центров кристаллизации снимает переохлаждение. Висмут в концентраци х 0,003-0,01 мас.%As experimental studies have shown, the concentration assays of carbon (3.1–3.5 wt.%) And silicon (1.8–2.5 wt.%) With effective graphitizing modification of rare-earth metals (0.005–0.02 May.% and with the optimal content of carbide stabilizing elements: manganese (0.5-0.9 wt.%), chromium (0.2-0.5 wt.% and vanadium (0.05-0.2 wt.%) provide uniformly distributed inclusions of graphitl Additional input of magnesium (0.005–0.02 mas.%) and bismuth (0.003–0.01 wt.%) sharply reduces structural heterogeneity in length, and most importantly the radial thickness of the sleeves. The graphite keys and the eutectic cell are crushed. This significantly improves the distribution and structure of the phosphide eutectic. Combined with an increased cooling rate, adding magnesium, bismuth and rare earth metals allows for optimal antifriction structure of the sleeves at a phosphorus concentration of 0.2-0.6 wt. % and vanadium (0.05–0.2 wt.%), which also reduces the costs of doping. The mechanism of this effect from the additional input of magnesium and bismuth is associated with their strong influence on the process of crystallization of eutectic in cast iron. Magnesium in small amounts (up to 0.02 wt.%), By creating additional crystallization centers, removes supercooling. Bismuth in concentrations of 0.003-0.01 wt.%

увеличивает переохлаждение. Их сов- местный ввод, особенно в присутствии РЗМ, позвол ет не только исключить кромочный отбел, но и измельчить структуру, сделать ее более од- нородной. В отличие от кальци  ввод магни  в жидкий чугун не вызывает затруднений ввиду значительно лучшей растворимости в нем магни , чем кальци .increases hypothermia. Their joint input, especially in the presence of rare earth metals, allows not only to exclude edge chill, but also to grind the structure, to make it more homogeneous. Unlike calcium, the introduction of magnesium into liquid iron does not cause difficulties due to the significantly better solubility in it of magnesium than calcium.

Пределы содержани  компонентов установлены экспериментально. Нижние пределы по углероду (3,1 мас.%) и кремнию (1,8 мас.%) ограничены возможностью по влени  отбела, верхние (3,5 и 2,5 мас.% соответственно) - из-за ферритизации сплава. Оптимальна  структура металлической матрицы обеспечиваетс  следующими концентраThe limits of the content of components are established experimentally. The lower limits for carbon (3.1 wt.%) And silicon (1.8 wt.%) Are limited by the possibility of chill formation, the upper (3.5 and 2.5 wt.%, Respectively) due to the ferritization of the alloy. The optimal structure of the metal matrix is provided by the following concentrations:

, ,

« "

00

5five

ци ми,мас.%: марганец более 0,5; хром более 0,2; никель 0,15; медь 0,2% и ванадий 0,05. Превышение верхних пределов по марганцу, хрому и ванадию может привести к торцовому отбелу при центробежном способе лить  гильз. Выше 0,5 мас.% никел  и 0,5 мас.% меди экономически нецелесообразно , 0,2-0,6 мас.% фосфора обеспечивает требуемую гетерогенную структуру. Выше 0,6 мас.% фосфора может привести к ликвации фос- фидных включений при центробежном способе лить , ниже 0,2 мас.% фосфора ухудшает их износостойкость. Титан в пределах 0,03-0,1 мас.% способствует измельчению графитных включений.Qi, wt.%: manganese more than 0.5; chromium more than 0.2; Nickel 0.15; copper 0.2% and vanadium 0.05. Exceeding the upper limits for manganese, chromium and vanadium can lead to face bleaching with a centrifugal method of pouring sleeves. Above 0.5 wt.% Nickel and 0.5 wt.% Copper are not economically feasible, 0.2-0.6 wt.% Of phosphorus provides the required heterogeneous structure. Above 0.6 wt.% Of phosphorus can lead to segregation of phosphide inclusions during the centrifugal casting method, below 0.2 wt.% Of phosphorus impairs their wear resistance. Titanium in the range of 0.03-0.1 wt.% Contributes to the grinding of graphite inclusions.

Концентрации РЗМ, магни  и висмута ниже нижних пределов не эффективны , более 0,02 мас.% РЗМ и 0,02 мас.% магни  может привести к увеличению числа шлаковых дефектов в гильзах, более 0,01 мас.% висмута вызывает рост отбела. Суммарное действие РЗМ, магни  и висмута в указанных пределах позвол ет создать большое число дополнительных центров кристаллизации, а за счет поверхностно-активного висмута значительно снизить энергетические затраты на зарождение эвтектики.Concentrations of rare-earth metals, magnesium and bismuth below the lower limits are not effective, more than 0.02 wt.% Rare-earth metals and 0.02 wt.% Magnesium can lead to an increase in the number of slag defects in the sleeves, more than 0.01 wt.% Bismuth causes a growth of chill. The combined effect of rare-earth metals, magnesium, and bismuth within the specified limits allows the creation of a large number of additional crystallization centers, and, due to the surface-active bismuth, significantly reduce the energy costs of eutectic nucleation.

Пример. Испытание трех составов предлагаемого состава чугуна на нижнем, среднем и верхнем-пределах содержани  компонентов, а также известного состава, выбранного в качестве прототипа, осуществл лось при центробежном литье гильзовой заготовки наружным.и внутренним диаметрами 100 и 60 мм соответственно в металлические окрашенные Лормы, Плавка чугуна осуществл лась в индукционной печи емкостью 60 кг, В качестве шихтовых материалов использовались литейные и передельные чугу- ны, стальной лом, ферросплавы.кремни , марганца, хрома, ванади , титана , фосфора. Примен лс  гранулированный никель, катодна  медь. Обработку магнием и РЗМ проводили в ковше с помощью лигатуры типа ФСМг7 и ФСЗОРЗМЗО совместно с металлическим висмутом. Величины добавок вводились с расчетом усвоени  85-95% хрома, никел , меди, 70-85% ванади , титана , фосфора, 60-70% РЗМ и висмута, а также 45-55% магни .Example. The test of three compositions of the proposed composition of cast iron at the lower, middle and upper limits of the content of components, as well as the known composition, selected as a prototype, was carried out during centrifugal casting of the billet outer with outer diameters and inner diameters of 100 and 60 mm, respectively, in metallic painted Lormy, Melting cast iron was carried out in an induction furnace with a capacity of 60 kg. Cast materials and pig iron, scrap steel, ferroalloys, silicon, manganese, chromium, vanadium, titanium were used as the charge materials. , phosphorus. Used granulated nickel, cathode copper. Treatment with magnesium and rare-earth metals was carried out in a ladle using a FSMg7 and FSZORMZO type ligature together with metallic bismuth. The values of additives were introduced with the calculation of the absorption of 85-95% of chromium, nickel, copper, 70-85% of vanadium, titanium, phosphorus, 60-70% of rare-earth metals and bismuth, as well as 45-55% of magnesium.

5151

Химический состав полученных спла BOB приведен в табл. 1.The chemical composition of the resulting BOB alloy is given in Table. one.

Полученные заготовки подвергались структурному анализу, измер лась твердость йа внутренней и наружной поверхност х, а также величина торцового отбела биссектрисы наружного угла. Полученные данные приведены в табл. 2.The resulting blanks were subjected to structural analysis, the hardness of the inner and outer surfaces, as well as the amount of face chisel of the outer angle bisector was measured. The data obtained are given in table. 2

При использовании предлагаемого состава чугуна резко снижаетс  перепад твердостей на наружных и внутренних поверхност х гильз, получаютс  более однородные размеры включений графита, исключаетс  торцовый отбел гильз при центробежном литье в металлические формы.When using the proposed composition of cast iron, the difference in hardness on the outer and inner surfaces of the sleeves is drastically reduced, more uniform dimensions of graphite inclusions are obtained, and mechanical chamfer of the sleeves is eliminated during centrifugal casting into metal molds.

Claims (1)

Формула изобретени  Чугун, преимущественно дл  заготовок гильз двигателей, полученных методом центробежного лить , содержащий углерод, кремний, марганец,The invention of cast iron, mainly for blanks of engine liners obtained by the method of centrifugal casting, containing carbon, silicon, manganese, 6060860608 хром, никель, медь, ванадий, титан, фосфор, редкоземельные металлы и железо, отличающий с   тем, что, с целью стабилизации твердости по сечению заготовок гильз и исключени  торцового отбела, он дополнительно додержит магний и висмут при следующем соотношении компонен- 10 тов, мас.%:chromium, nickel, copper, vanadium, titanium, phosphorus, rare earth metals and iron, characterized in that, in order to stabilize the hardness of the liner billet section and eliminate face bleaching, it additionally contains magnesium and bismuth in the following ratio of components to 10, wt.%: 1515 2020 СоставComposition jSi j Mn | Сг 1 Hi Т Си Г V Т Ti Г Р Г РЧМ Г MR Г i ТjSi j Mn | Cr 1 Hi T C G V T Ti G R G RFM G MR G i T Железо - ос альноеIron - the basal Таблица 1Table 1 Содержание компонентов, мас.ХThe content of components, wt.X СаSa Таблица 2table 2
SU884398216A 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron SU1560608A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884398216A SU1560608A1 (en) 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884398216A SU1560608A1 (en) 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1560608A1 true SU1560608A1 (en) 1990-04-30

Family

ID=21363739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884398216A SU1560608A1 (en) 1988-02-11 1988-02-11 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1560608A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2697766A1 (en) * 1992-11-06 1994-05-13 Tech Ind Fonderie Centre Process for controlling the hardening of a lamellar iron - for components such as camshafts and rolling mill rolls.
CN106995899A (en) * 2017-04-21 2017-08-01 马鞍山市润启新材料科技有限公司 A kind of spheroidal graphite cast-iron and preparation method thereof

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Я Ш6087, кл. С 22 С 37/10, 1983. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2697766A1 (en) * 1992-11-06 1994-05-13 Tech Ind Fonderie Centre Process for controlling the hardening of a lamellar iron - for components such as camshafts and rolling mill rolls.
CN106995899A (en) * 2017-04-21 2017-08-01 马鞍山市润启新材料科技有限公司 A kind of spheroidal graphite cast-iron and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0232042B1 (en) Cast or ductile iron inoculant
EP3443130B1 (en) Gray cast iron inoculant
CN112159922B (en) Gray cast iron inoculant and preparation method thereof
CN110029266A (en) A kind of cast iron silicon-zirconium-manganese-chromium inovulant and preparation method thereof
CN111206182B (en) Preparation method of low-alloy nodular cast iron for mold
CN111961954A (en) Preparation method of as-cast mixed matrix QT500-14 nodular cast iron
RU2395366C1 (en) Procedure for production of casts out of alloyed iron
SU1560608A1 (en) Cast iron
Hemanth et al. Effect of cooling rate on eutectic cell count, grain size, microstructure, and ultimate tensile strength of hypoeutectic cast iron
SU1310451A1 (en) Cast iron
US4224064A (en) Method for reducing iron carbide formation in cast nodular iron
US4430123A (en) Production of vermicular graphite cast iron
US3975191A (en) Method of producing cast iron
US3762915A (en) Method for casting gray cast iron composition
SU1323227A1 (en) Method of producing castings
SU1046316A1 (en) Modifier for cast iron
SU1032036A1 (en) Cast iron
SU1289905A1 (en) Cast iron
US3318691A (en) Process for producing castings from an iron alloy containing silicon
RU1803461C (en) Wear-resistant cast iron
US2625473A (en) Lithium modified magnesium treatment of cast iron
RU2021379C1 (en) Method of making of ingots from high-chromium cast iron
RU2017578C1 (en) Method of manufacture of castings from high-chromium cast iron
SU1366546A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU739124A1 (en) Modifier