SU1585374A1 - High-strength cast iron - Google Patents

High-strength cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1585374A1
SU1585374A1 SU884482183A SU4482183A SU1585374A1 SU 1585374 A1 SU1585374 A1 SU 1585374A1 SU 884482183 A SU884482183 A SU 884482183A SU 4482183 A SU4482183 A SU 4482183A SU 1585374 A1 SU1585374 A1 SU 1585374A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
titanium
resistance
niobium
diborides
Prior art date
Application number
SU884482183A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Иванович Карпенко
Николай Николаевич Господаров
Александр Михайлович Сохор
Евгений Игнатьевич Марукович
Татьяна Ивановна Рябинникова
Original Assignee
Гомельский 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 Гомельский политехнический институт filed Critical Гомельский политехнический институт
Priority to SU884482183A priority Critical patent/SU1585374A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1585374A1 publication Critical patent/SU1585374A1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к металлургии и может быть использовано при производстве отливок из высокопрочного чугуна. Цель изобретени  - повышение механических свойств, термостойкости и кавитационной стойкости. Новый чугун содержит, мас. % : C 3,2-3,8The invention relates to metallurgy and can be used in the production of castings from high-strength cast iron. The purpose of the invention is to improve the mechanical properties, heat resistance and cavitation resistance. New cast iron contains, by weight. %: C 3.2-3.8

SI 2,6-3,0SI 2.6-3.0

MN 0,2-0,7MN 0.2-0.7

NI 0,4-1,2NI 0.4-1.2

AL 0,03-0,10AL 0.03-0.10

MO 0,8-1,1MO 0.8-1.1

V 0,3-0,7V 0.3-0.7

CA 0,002-0,02CA 0,002-0,02

CR 0,03-0,33CR 0.03-0.33

CE 0,002-0,05CE 0.002-0.05

CU 0,71-1,1CU 0.71-1.1

MG 0,03-0,07MG 0.03-0.07

дибориды титана 0,05-0,25titanium diborides 0.05-0.25

Y 0,03-0,08Y 0.03-0.08

один элемент из группы, содержащей цирконий и ниобий 0,005-0,21one element from the group containing zirconium and niobium 0.005-0.21

FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна диборидов титана, иттри  и циркони  или ниоби  позволил повысить предел прочности в 1,33-1,39 раза, относительное удлинение в 3,68-4 раза, термостойкость в 3,06-3,37 раза и кавитационную стойкость в 1,55-1,74 раза. 2 табл.FE the rest. Additional input of titanium, yttrium and zirconium or niobium diborides into the cast iron made it possible to increase the tensile strength by 1.33-1.39 times, the relative elongation by 3.68-4 times, the heat resistance by 3.06-3.37 times and cavitation resistance 1.55-1.74 times. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии , в частности к разработке составов чугуна с шаровидной формой градиента .The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions with a spherical shape of a gradient.

Цель изобретени  - повышение механических свойств, термостойкости и кавитационной стойкости.The purpose of the invention is to improve the mechanical properties, heat resistance and cavitation resistance.

Изобретение иллюстрируетс  следующими примерами.The invention is illustrated by the following examples.

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.The choice of the boundary limits of the content of components in the pig iron of the proposed composition is due to the following.

Оптимальными концентраци ми вновь вводимых элементов  вл ютс  следующие их содержани : дибориды титана 0,05-0,25 мас.%, иттрий 0,03-0,08 и металл из группы, содержащей цирконий и ниобий - 0,005-0,21 wac..The optimum concentrations of the newly introduced elements are the following: Titanium diborides 0.05-0.25 wt.%, Yttrium 0.03-0.08, and a metal from the group containing zirconium and niobium - 0.005-0.21 wac. .

Нова  совокупность признаков обеспечивает значительный положительный эффект, который может быть достигнут при использовании изобретени  в процессе эксплуатации изготовленных из предлагаемого высокопрочного чугуна кокилей, пресс-форм и других деталей технологической оснастки, работающих в услови х тепловых ударов.A new set of features provides a significant positive effect that can be achieved with the use of the invention in the operation process of the chill molds made of the proposed high-strength cast iron, molds and other parts of the tooling operating under heat shock conditions.

Дополнительное введение диборидов титана св зано с высокой их многозвенной модифицирующей способностью. Складывающейс  из привнесени  тугоплавкой высокотемпературной (Т„, З200 с) зародышевой фазы близкой кристаллоструктурной ориентировки на первой стадии и формировани  диссдThe additional introduction of titanium diborides is associated with their high multilink modifying ability. Folding of the introduction of a refractory high-temperature (T ′, C 200 s) germ phase of close crystal structural orientation in the first stage and the formation of dissd

00 ел00 ate

100100

4four

персной структуры в процессе кристаллизации .persian structure in the process of crystallization.

При концентрации диборидов титана до 0,05 мас.% измельченность микро- зерна недостаточна, что не приводит к существенному повышению механических и эксплуатационных свойств, а при концентрации диборидов титана более 0,25 мас.% усиливаетс  обога- щение границ даже мелких зерен дибо- ридами титана, что отрицательно сказываетс  на показател х пластичности трещиностойкости, ударной в зкости и стабильности служебных свойств, When the concentration of titanium diborides is up to 0.05 wt.%, The micronized grain size is insufficient, which does not lead to a significant increase in mechanical and operational properties, and when the concentration of titanium diborides is more than 0.25 wt.%, The enrichment of the boundaries of even small diboride grains increases. titanium, which adversely affects the plasticity of crack resistance, toughness and stability of service properties,

Иттрий усиливает модифицирующее вли ние диборидов титана, улучшает фактор формы микрозерна, графита и неметаллических включений, что повышает механические и эксплуатационные свойства. При концентрации иттри  до 0,03 мас.% его модифицирующее вли ни недостаточно, а механические и эксплуатационные свойства (термостойкость ) чугуна в услови х теплосмен низкие. При увеличении концентрации иттри  более 0,08 мас. увеличиваетс  содержание неметаллических вклю- чений, снижаетс  стабильность структуры , механических и эксплуатацион- ных свойств.Yttrium enhances the modifying effect of titanium diborides, improves the form factor of micrograin, graphite and non-metallic inclusions, which improves the mechanical and operational properties. At a yttrium concentration of up to 0.03 wt.%, Its modifying effect is insufficient, and the mechanical and operational properties (heat resistance) of cast iron under heat exchange conditions are low. With increasing yttria concentration more than 0.08 wt. the content of non-metallic inclusions increases, the stability of the structure, mechanical and operational properties decreases.

Металл из группы, содержащей цирконий и ниобий, микролегирует металлическую основу, измельчает матрицу, повышает.однородность структуры, тер мическую и эксплуатационную стойкост При концентрации металла из группы, содержащей цирконий и ниобий менее 0,005 масД микролегирующий эффект недостаточен, а термическа  и экс- плуатационна  стойкость имеют низкие значени , а при увеличении их соде|э- жани  более 0,21 мас. снижаетс  пластичность чугуна, сопротивл емост термическим ударам, что приводит к снижению трещиностойкости и эксплуатационной стойкости.A metal from the group containing zirconium and niobium, microlegates the metal base, crushes the matrix, increases the homogeneity of the structure, thermal and operational stability. When the concentration of the metal from the group containing zirconium and niobium is less than 0.005 masD, the micro-alloying effect is insufficient, and the thermal and operational resistance have low values, and with an increase in their soda | ezhani more than 0.21 wt. ductility of cast iron, resistance to thermal shock decreases, which leads to a decrease in crack resistance and operational durability.

Ванадий введен как эффективный микролегирующий и. нитридообразующий компонент, усиливающий эффект инвер- тировани  структуры, существенно измельчающий матрицу и графитные включени , обеспечивающий однородность структуры и повышение термической стойкости и упруго-пластических свойств и их стабильность. Верхний предел концентрации ванади  (0,7 масД) обусловлен снижением технологической пластичности чусунаVanadium is introduced as an effective micro-and. nitride-forming component, enhancing the effect of inversion of the structure, substantially grinding the matrix and graphite inclusions, ensuring homogeneity of the structure and improving thermal stability and elastic-plastic properties and their stability. The upper limit of vanadium concentration (0.7 masd) is due to a decrease in the technological plasticity of chusun

Q Q

о g about g

5five

и увеличением склонности к трещинам при более высоком его содержании и снижении упруго-пластических свойств и эксплуатационной стойкости. При уменьшении концентрации ванади  менее 0,3 мас.% его микролегирующее вли ние недостаточно, снижаютс  прочность , предел текучести, термическа  и эксплуатационна  стойкость металлических форм.and an increase in the tendency to cracks with its higher content and a decrease in the elastic-plastic properties and operational durability. When the vanadium concentration decreases below 0.3 wt.%, Its microalloying effect is insufficient, its strength, yield strength, thermal and operational durability of metal forms decrease.

Медь измельчает бейнитную структуру и способствует повышению пластических свойств, термической стойкости и эксплуатационной стойкости. При концентрации меди до 0,72 мас.% ее мик- ролёгирующий эффект и повышение пластических и эксплуатационных свойств недостаточны, а при увеличении концентрации меди более 1,1 мас.% повышаютс  ликвационные процессы, уменьшаютс  теплопрочность, снижаютс  однородность структуры и эксплуатационна  стойкость.Copper crushes the bainite structure and contributes to the improvement of plastic properties, thermal resistance and operational resistance. When copper concentration is up to 0.72 wt.%, Its microblocking effect and enhancement of plastic and operational properties are insufficient, while increasing copper concentration more than 1.1 wt.%, Segregation processes increase, heat resistance decreases, structure homogeneity and operational durability decrease.

Граничные параметры содержани  углерода (3,2-3,8 мас.%) и кремни  (2,6-3,0 мас.%} определены исход  из практики производства высокопрочных чугунов с повышенными упруго- пластическими свойствами и высокой термической стойкостью. При концентрации углерода более 3,8 мас. и кремни  более 3,0 мас. снижаютс  термическа  стойкость, ударна  в зкость и другие механические и эксплуатационные свойства чугуна, а при концентрации углерода до 3,2 мас.% и кремни  до 2,6 мас.% возрастают отбел и термические напр жени , снижаютс  трещиностойкость, термическа  стойкость, ударна  в зкость и другие пластические свойства и стабильность эксплуатационных свойств в отливках.The boundary parameters of carbon content (3.2–3.8 wt.%) And silicon (2.6–3.0 wt.%) Are determined based on the practice of producing high-strength cast irons with enhanced elastic-plastic properties and high thermal stability. At a concentration of carbon over 3.8 wt.% and silicon over 3.0 wt.%, the thermal resistance, impact viscosity and other mechanical and operational properties of cast iron are reduced, and at a carbon concentration of up to 3.2 wt.% and silicon to 2.6 wt.% chilling and thermal stress increase, crack resistance decreases, thermal resistance Th, toughness, and other plastic properties and stability of performance properties in the casting.

Содержание легирующих добавок (марганец 0,2-0,7 мае.%, молибден 0,8-1,2 мас., хром 0,03-0,33 мае.%, никель 0,4-1,2 мае., алюминий 0,03- 0,1 мас.%) обусловлено существенным повышение термической стойкости, технологической пластичности и прочности и ограничено пределами, ниже которых теплопрочность, технологическа  пластичность и прочностные свойства недостаточные, а выше которых - увеличиваютс  термические напр жени  и снижаютс  пластические свойства, термическа  стойкость и предел аыносThe content of alloying additives (manganese 0.2-0.7 May.%, Molybdenum 0.8-1.2 wt.%, Chromium 0.03-0.33 May.%, Nickel 0.4-1.2 May., aluminum 0.03-0.1 wt.%) due to a significant increase in thermal resistance, technological plasticity and strength and limited to the limits below which the heat resistance, the technological plasticity and strength properties are insufficient, and above which the thermal stresses increase, thermal stability and limit of firing

ливости при изгибе, что приводит к снижению эксплуатационных свойств.bending, which leads to a decrease in performance properties.

Введение цери  в количестве 0,002 0,05 масД, кальци  0,002-0,02 масД и магни  0,03-0,07 мас.% обусловлено их высокой модифицирующей эффективностью и поверхностной активностью, которые в этих количествах обеспечивает очистку границ зерен, повышение пластических свойств, трещиноустой- чивости, технологической пластичности и эксплуатационной стойкости. Их содержание обусловлено пределами, обеспечивающими получение дисперсной и однородной структуры в отливках, шаровидного графита в чугуне и необходимых механических и эксплуатационных свойств, а также стабильной структуры после термической обработки и в процессе эксплуатации. При увеличении их содержани  выше верхних пределов повышаетс  угар, снижаетс  однородность структуры, стабильность механических и эксплуатационных свойств. При концентрации менее нижних пределов форма графита ухудшаетс  и эксплуатационна  стойкость недостаточна .The introduction of cerium in the amount of 0.002 0.05 masD, calcium 0.002-0.02 masD and magnesium 0.03-0.07 wt.% Due to their high modifying efficiency and surface activity, which in these quantities provides cleaning of grain boundaries, increasing plastic properties , crack resistance, technological plasticity and operational durability. Their content is due to the limits that provide the dispersion and homogeneous structure in castings, spherical graphite in cast iron and the necessary mechanical and operational properties, as well as a stable structure after heat treatment and during operation. With an increase in their content above the upper limits, the carbon loss increases, the homogeneity of the structure, the stability of the mechanical and operational properties decrease. At a concentration of less than the lower limits, the shape of the graphite deteriorates and the operational durability is insufficient.

Пример. Плавку чугуна проводили в индукционных печах с использованием в качестве шихтовых материалов литейных чугунов, стального лома, меди Ml, никел  НПЗ, брикетов диборидов титана, феррованади  ФВд2, ферромолиб дена ФМо1, силикомарганца CM-I, Фер- рониоби , металлического иттри  Итт-2 ферроциркони  и других ферросплавов. Микролегирование феррованадием, фер- ромолибденом, никелем, силикомарган- цем СМ-17 провод т в печи, а модифицирование ферроцерием, диборидами титана , алюминием, магниевой лигатурой, феррониобием или ферроцирконием - в раздаточных литейных ковшах. Из модифицированных чугунов отливают технологические пробы, образцы 10 мм дл  механических испытаний и заготовок дл  кокилей.Example. The iron was smelted in induction furnaces using cast iron, steel scrap, copper, Ml, nickel refinery, titanium diboride briquettes, ferrovanadium Fvd2, ferromolybdenum FMto1, silicomanganese CM-I, ferroniobi, and metallic yttrmette-rit, etc, and testmetrits, as well as test-centr, and testmetrits, as well as test materials. and other ferroalloys. Microalloying with ferrovanadium, ferromolybdenum, nickel, silicomanganese CM-17 is carried out in a furnace, and modification with ferrocerium, titanium diboride, aluminum, magnesium ligature, ferroniobium or ferrozirconium, in distribution caster buckets. Technological samples, 10 mm samples for mechanical tests and molds for castings are cast from modified cast irons.

В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок. Определение содержани  компонентов прово1In tab. 1 shows the chemical composition of the cast iron experienced bottoms. Determination of the content of the components of the wire.

10ten

1515

58537 58537

д т по методике дифференцированного количественного химического анализа.d t according to the method of differentiated quantitative chemical analysis.

В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов опытных плавок.In tab. 2 shows the mechanical and operational properties of iron castings experienced heats.

Как следует из табл. 2, дополнительный ввод в состав предлагаемого чугуна диборидов титана, иттри , а также одного из элементов - циркони  или ниоби  позвол ет повысить предел прочности djg- в 1,33-1,39 раза, относительное удлинение tf - в 3,68- раза, термостойкости в 3,06-3,37 раза и кавитационной стойкости в 1,55-1,7 раза.As follows from the table. 2, the addition of titanium diborides, yttrium, as well as one of the elements — zirconium or niobium — to the composition of the proposed cast iron allows to increase the tensile strength djg- by 1.33-1.39 times, the relative elongation tf - by 3.68-fold, heat resistance of 3.06-3.37 times and cavitation resistance of 1.55-1.7 times.

Claims (1)

Формула изобретенFormula invented и  and 2020 2525 30thirty 4040 4545 00 Высокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, никель, алюминий, молибден, ванадий, кальций, хром, церий, медь, магний и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  механических свойств, термостойкости и кавитационной стойкости, он дополнительно содержит дибориды титана, иттрий и один элемент из группы, содержащей цирконий и ниобий, при следующем - соотношении компонентов, мас.%:High-strength cast iron containing carbon, silicon, manganese, nickel, aluminum, molybdenum, vanadium, calcium, chromium, cerium, copper, magnesium and iron, characterized in that, in order to improve the mechanical properties, heat resistance and cavitation resistance, it additionally contains diborides titanium, yttrium and one element from the group containing zirconium and niobium, the following - the ratio of components, wt.%: Углерод3,2-3,8Carbon3,2-3,8 Кремний2,6-3,0Silicon 2.6-3.0 Марганец0,2-0,7Manganese 0.2-0.7 Никель0,4-1,2Nickel0.4-1.2 Алюминий0,03-0,10Aluminum 0.03-0.10 Молибден0,8-1,1Molybdenum 0.8-1.1 Ванадий0,3-0,7Vanadium 0.3-0.7 Кальций0,002-0,020Calcium0,002-0,020 Хром0,03-0,33Chrome 0.03-0.33 Церий0,002-0,030Cerium0,002-0,030 Медь0,71-1,10Copper0.71-1.10 Магний0,03-0,07 ДиборидыMagnesium 0.03-0.07 Diborides титана0,05-0,25 Иттрий0,03-0,08 Один элемент из группы, содержащей цирконий и ниобий0,005-0,210 ЖелезоОстальноеtitanium 0.05-0.25 Yttrium 0.03-0.08 One element from the group consisting of zirconium and niobium 0.005-0.210 Iron Other
SU884482183A 1988-09-14 1988-09-14 High-strength cast iron SU1585374A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884482183A SU1585374A1 (en) 1988-09-14 1988-09-14 High-strength cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884482183A SU1585374A1 (en) 1988-09-14 1988-09-14 High-strength cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1585374A1 true SU1585374A1 (en) 1990-08-15

Family

ID=21399049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884482183A SU1585374A1 (en) 1988-09-14 1988-09-14 High-strength cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1585374A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент PL № 123606, кл. С 22 С 37/Oi, 198. Авторское свидетельство СССР ff 92itlif6, кл. С 22 С 37/10, 1980. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106591689B (en) A kind of hypereutectic high-chromium alloy white cast iron chute lining board and preparation method thereof
CN108624806B (en) A kind of preparation method of the spheroidal graphite cast-iron of high-intensity and high-tenacity
EP0232061B1 (en) High-strength steel for valve springs process for producing the steel, and valve springs made of the same
CN109536664B (en) Vermicular graphite cast iron vortex plate and production process thereof
CN109097670B (en) A kind of spheroidal graphite cast-iron of high-intensity and high-tenacity
CN107287498A (en) Ferrite nodular cast iron and its gravity foundry technology
JPS5946300B2 (en) Steel for cold forging with excellent machinability and its manufacturing method
CN109594007B (en) Vermicular graphite cast iron and preparation process and application thereof
JP2001220640A (en) Spheroidal graphite cast iron, producing method therefor and crank shaft composed of the same spheroidal graphite cast iron
SU1585374A1 (en) High-strength cast iron
SU1724716A1 (en) Cast iron for metallic forms
CN110066958B (en) Production process of copper-chromium alloy vermicular graphite cast iron
JPH0734204A (en) Ferritic heat resistant cast steel and its production
SU1749294A1 (en) High strength cast iron
SU1627582A1 (en) Cast iron
SU1421794A1 (en) Iron
JP3576234B2 (en) Cast steel for steam turbine cabin or pressure vessel
BR0106337B1 (en) STEEL COMPOSITION FOR PARTS MANUFACTURE, PARTICULAR VALVES
SU1587071A1 (en) High-strength iron for casting
SU1627581A1 (en) High-strength cast iron
EP1546416A1 (en) Cast exhaust system
SU1661238A1 (en) Cast iron
SU1705396A1 (en) Cast iron
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron
RU2318900C2 (en) Complex modifier for steel