SU1627582A1

SU1627582A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1627582A1
Application number: SU884626807A
Authority: SU
Inventors: Леонид Астапович Карписонов; Михаил Иванович Карпенко; Евгений Игнатьевич Марукович; Светлана Михайловна Бадюкова; Татьяна Ивановна Соленова
Original assignee: Производственное Объединение "Гомсельмаш"
Priority date: 1988-12-27
Filing date: 1988-12-27
Publication date: 1991-02-15

Abstract

Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при производстве отливок, работающих в услови х гидроабразивного износа. Цель - повышение износостойкости при гидроабразивном износе. Новый чугун содержит, мас.%: С 2-2,7; Si 0,3-0,7; Мп 0,7-1,3; Сг 2,3-7,1; NI 0,3 -1,0; V 0,2-0.7; AI 0,02-0,05; Си 0,1 -0,5; TI 0,02-0,3; Се 0,02-0,06; Со 0,32-0,75; Мо 0,15-2,5; Мд 0,02-0,06 и Fe - остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного чугуна Со, Мо и Мд позвол ет повысить по сравнению с известным изнссостсйкость в услови х гидроабразивного износа (абразивный материал - карбид кремни в количестве 7,1-7,5 г/л) в 8,1-10 раз. 2 табл.The invention relates to metallurgy and can be used in the production of castings operating under conditions of hydroabrasive wear. The goal is to increase wear resistance in hydro-abrasive wear. New cast iron contains, wt%: C 2-2.7; Si 0.3-0.7; Mp 0.7-1.3; Cr 2.3-7.1; NI 0.3 -1.0; V 0.2-0.7; AI 0.02-0.05; C 0.1-0.5; TI 0.02-0.3; Ce 0.02-0.06; Co 0.32-0.75; Mo 0.15-2.5; Md 0.02-0.06 and Fe - the rest. Additional input into the composition of the proposed iron, Co, Mo and Md, allows to increase the wear resistance under conditions of hydroabrasive wear (abrasive material - silicon carbide in the amount of 7.1-7.5 g / l) by 8.1-10 times . 2 tab.

Description

Изобретение относитс к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дл отливок, работающих в услови х гидроабразивного износ а.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for castings operating under conditions of hydroabrasive wear a.

Цель изобретени - повышение износостойкости при гидроабразивном износе.The purpose of the invention is to increase wear resistance under hydroabrasive wear.

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

Дополнительно введенный молибден легирует металлическую основу, повышает ее твердость, измельчает структуру и повышает склонность к бейнитному превращению и износостойкость при гидроабразивном износе. При концентрации молибдена до 0,15 мае. % измельчение графита и повышение твердости и износостойкости при гидроабразивном износе и склонности к бейнитному превращению недостаточны, а при концентрации молибдена более 2,5 мэс.% снижаютс технологические и упругопластические свойства и увеличиваетс износ при гидроабразивном износе.Additionally introduced molybdenum alloy the metal base, increases its hardness, crushes the structure and increases the tendency to bainite transformation and wear resistance under hydro-abrasive wear. When the concentration of molybdenum to 0.15 May. % grinding of graphite and an increase in hardness and wear resistance with hydroabrasive wear and a tendency to bainite transformation are insufficient, and at a molybdenum concentration of more than 2.5 metes.

Магний модифицирует и раскисл ет чугун , повыша плотность и монолитность матрицы, фактор формы графита, очищает металл от примесей и границы зерен, что обеспечивает существенное повышение стабильности герметичности и износостойкости при гидроабразивном износе. При концентрации магни до 0,02 мас.% модифицирующий и раскисл ющий эффекты недостаточны , а герметичность чугуна в отливках и износостойкость при гидроабразивном износе низки; при концентрации магни более 0,06 мас,% повышаютс его угар, содержание неметаллических включений и снижаетс стабильность структуры, герметичности, износостойкости при гидроабразивном износе и служебные свойства.Magnesium modifies and deoxidizes cast iron, increasing the density and solidity of the matrix, the form factor of graphite, cleans the metal from impurities and grain boundaries, which provides a significant increase in the stability of tightness and wear resistance during hydroabrasive wear. At concentrations of magnesium up to 0.02 wt.%, The modifying and deoxidizing effects are insufficient, and the tightness of cast iron in castings and wear resistance during hydro-abrasive wear are low; when the concentration of magnesium is more than 0.06% by weight, its loss increases, the content of non-metallic inclusions and the stability of the structure, tightness, wear resistance under hydroabrasive wear and service properties decrease.

Дополнительно введенный кобальт в количестве 0,32-0,75 мас.% микролегирует матрицу, повышает ее стойкость против коррозии и износа, увеличивает износо- стрйкость в услови х гидроабраэивного износа . Его концентраци прин та отThe additionally introduced cobalt in the amount of 0.32–0.75 wt.% Micro-matrixes the matrix, increases its resistance against corrosion and wear, and increases wear and wear under hydro-abrasive wear conditions. His concentration is taken from

ЁYo

содержани 0,32 мас.%, с которого начинает сказыватьс его вли ние на износостойкость при гидроабраэивном износе, и ограничено концентрацией 0,75 мас.%, выше которой снижаютс стабильность структуры ,упругопластическиеи эксплуатационные свойства.content of 0.32 wt.%, which begins to affect its effect on wear resistance during hydroabrasive wear, and is limited by a concentration of 0.75 wt.%, above which structure stability, elastoplastic and performance properties are reduced.

Фосфор отбеливает, измельчает структуру , повышает механические свойства, поверхностную прочность и износостойкость при гидроабразивном износе. При концентрации фосфора до 0,04 мас.% его отбеливающий эффект и повышение поверхностной прочности и износостойкости при гидроэб- разивном износе сказываютс незначительно , а при концентрации фосфора более 0,08 мас.% увеличиваетс содержание неметаллических включений по границам зерен. снижаютс пластические свойства, склонность к бейнитному превращению и износостойкость при гидроабразивном износе.Phosphorus bleaches, crushes the structure, improves the mechanical properties, surface strength and wear resistance during hydroabrasive wear. When the phosphorus concentration is up to 0.04 wt.%, Its whitening effect and increase in surface strength and wear resistance during hydro-abrasive wear are insignificant, and when the phosphorus concentration is more than 0.08 wt.%, The content of non-metallic inclusions at the grain boundaries increases. plastic properties, a tendency to bainite transformation and wear resistance under hydro-abrasive wear are reduced.

Никель и титан упрочн ют матрицу, повышают ее коррозионную стойкость, увеличивают твердость, стабильность структуры, склонность к бейнитному превращению, что обеспечивает повышение хрупкой прочности , износостойкости при гидроабразивном износе, ударно-уствлостной долговечности. Концентрации титана менее 0,02 мас.% и никел менее 0,3 мас.% привод т к резкому снижению хрупкой прочности, коррозионной стойкости и износостойкости при гидроабразивном износе, а при концентрации титана более 0,3 мас.% и никел более 1,0 мас.% снижаетс стабильность структуры, повышаетс содержание интерметаллид- ных и неметаллических включений по границам зерен, что приводит к снижению ударно-усталостной долговечности и износостойкости при гидроабразивном износе.Nickel and titanium strengthen the matrix, increase its corrosion resistance, increase the hardness, stability of the structure, the tendency to bainite transformation, which provides an increase in brittle strength, wear resistance under hydroabrasive wear, and impact-longevity. The concentration of titanium is less than 0.02 wt.% And nickel less than 0.3 wt.% Leads to a sharp decrease in brittle strength, corrosion resistance and wear resistance during hydroabrasive wear, and at a titanium concentration of more than 0.3 wt.% And nickel more than 1, 0 wt.% Decreases the stability of the structure, increases the content of intermetallic and non-metallic inclusions along the grain boundaries, which leads to a decrease in impact-fatigue durability and wear resistance during hydroabrasive wear.

Хром и ванадий обеспечивают высокую коррозионную стойкость и твердость матрицы , что повышает характеристики износостойкости при гидроабразивном износе. При увеличении содержани хрома более 7,1 мас,% и ванади более0,7 мас.% снижаютс трещиностойкость, эксплуатационна и ударно-усталостна долговечность. Содержание алюмини и меди ограничено 0,5 мас.% каждого, так как при более высоком их содержании снижаетс однородность структуры, механических и эксплуатационных свойств. Содержание цери прин то в количестве 0,02-0,06 мас.%, что модифицирует и способствует улучшению формы графита , коррозионной стойкости и износостойкости при гидроабразивном износе .Chromium and vanadium provide high corrosion resistance and matrix hardness, which increases the wear resistance characteristics during hydroabrasive wear. With an increase in the chromium content of more than 7.1 wt.% And vanadium more than 0.7 wt.%, The crack resistance, operational and impact fatigue durability decrease. The content of aluminum and copper is limited to 0.5 wt.% Of each, since with their higher content the homogeneity of the structure, mechanical and operational properties is reduced. The content of cerium is assumed in the amount of 0.02-0.06 wt.%, Which modifies and contributes to the improvement of the shape of graphite, corrosion resistance and wear resistance under hydroabrasive wear.

Содержание основных компонентов (углерода 2,0-2,7, кремни 0,3-0,7 и марганцаThe content of the main components (carbon 2.0-2.7, silicon 0.3-0.7 and manganese

0,7-1,3 мас.%) в отливках обеспечивает повышение стабильности структуры и свойств, оптимальную износостойкость при гидроабразивном износе и высокие эксплуатационные свойства.0.7-1.3 wt.%) In castings provides increased stability of the structure and properties, optimum wear resistance during hydroabrasive wear and high performance properties.

Алюминий в количестве 0,02-0,05 мас.% способствует раскислению, модифицированию расплава и повышению механических и технологических свойств чугуна.Aluminum in the amount of 0.02-0.05 wt.% Contributes to the deoxidation, modifying the melt and improving the mechanical and technological properties of cast iron.

0Плавку чугуна известного и предложенного составов проводили в открытых индукционных печах методом переплава.The melting of cast iron of known and proposed compositions was carried out in open induction furnaces by remelting.

В качестве шихтовых материалов при опытных плавках используют чугунный лом,As the charge materials for experienced swimming trunks using iron scrap,

5 литейные и передельные чугуны, возврат собственного производства, полуфабрикат- ный никель НПЗ, зеркальный чугун 341, феррованадий, феррохром, ферромарганец , ферромолибден и другие ферросплавы.5 cast iron and pig iron, return of own production, semi-finished nickel refinery, mirror cast iron 341, ferrovanadium, ferrochrome, ferromanganese, ferromolybdenum and other ferroalloys.

0 Кобальт и неокисл ющиес легирующие добавки ввод т вместе с шихтой, а легкоплавкие ферросплавы, лигатуры и модификаторы - после раскислени металла за 3-6 мин перед разливкой непосредст5 венно в литейные ковши.0 Cobalt and non-oxidized alloying additives are introduced together with the charge, and low-melting ferroalloys, ligatures and modifiers — after deoxidation of the metal 3–6 min before casting directly into the foundry buckets.

Способ производства чугуна включает загрузку компонентов шихты, подогретой до 350-450°С, в печь при наличии болота, перегрев расплава до 1480-1520°С. Присад0 ку меди, фосфора, титана, цери , магни и других легкоплавких добавок и компонентов провод т после доводки химического состава по основным компонентам перед рлзливкой металла в сухие литейные формы.The method of production of cast iron includes loading the components of the mixture, heated to 350-450 ° C, in the furnace in the presence of bogs, overheating of the melt to 1480-1520 ° C. The addition of copper, phosphorus, titanium, cerium, magnesium and other low-melting additives and components is carried out after finishing the chemical composition of the main components before melting the metal into dry molds.

5В табл. 1 приведены химические составы износостойких чугунов р да плавок. Определение содержани ингредиентов в чугунах провод т по стандартным методикам количественного дифференцированно0 го химического анализа.5B table. 1 shows the chemical compositions of wear-resistant cast irons in a number of heats. The determination of the content of ingredients in the cast iron is carried out according to standard methods for quantitative differential chemical analysis.

В табл. 2 приведены механические и технологические свойства износостойких чугунов опытных плавок. Механические, свойства в отливках определ ют после ихIn tab. 2 shows the mechanical and technological properties of wear-resistant cast iron pilot heats. Mechanical properties in castings are determined after

5 нормализации с температуры 960-990°С и, изотермической выдержки при 350-370°С. Испытание на гидроабразивное изнашивание провод т на трубных литых заготовках на стендах с использованием5 normalization from a temperature of 960-990 ° С and isothermal holding at 350-370 ° С. A hydroabrasive wear test is carried out on tubular cast billets on stands using

0 гидроабразивных потоков при концентрации абразивных частиц карбид кремни 7,1- 7,5 г/л.0 hydroabrasive flows at a concentration of abrasive particles of silicon carbide 7.1–7.5 g / l.

Как видно из табл. 2, дополнительное введение в состав чугуна кобальта, молиб5 дена и магни позволило повысить износостойкость при гидроабразивном износе в 8,15-10 раз.As can be seen from the table. 2, the additional introduction of cobalt, molyb5 dene and magnesium into the composition of cast iron made it possible to increase the wear resistance with hydroabrasive wear by 8.15-10 times.

Claims

Claims: Cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, vanadium, aluminum, copper, titach, cerium and iron, characterized in that, in order to improve wear resistance during hydroabrasive wear, it additionally contains cobalt, molybdenum and magnesium in the following the ratio of components, wt.%:

Carbon2.0-2.7

Silicon 0.3-0.7

Manganese 0.7-1.3

Chrome 2.3-7.1

Nickel

Vanadium

Aluminum

Copper

Titanium

Cerium

Cobalt

Molybdenum

Magnesium

Iron

0.3-1.0

0.2-0.7 0.02-0.05

0.1-0.5 0.02-0.3 0.02-0.06 0.32-0.75

0.15-2.5

0.02-0.06

Rest

Chemical compositions of known and proposed cast iron

Cast iron properties of known and proposed compositions

Table 1

table 2