SU1686025A1 - Phosphorous cast iron - Google Patents

Phosphorous cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1686025A1
SU1686025A1 SU894787108A SU4787108A SU1686025A1 SU 1686025 A1 SU1686025 A1 SU 1686025A1 SU 894787108 A SU894787108 A SU 894787108A SU 4787108 A SU4787108 A SU 4787108A SU 1686025 A1 SU1686025 A1 SU 1686025A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
iron
chromium
phosphorus
nitrogen
Prior art date
Application number
SU894787108A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Борис Константинович Святкин
Михаил Иванович Карпенко
Марина Борисовна Егорова
Светлана Михайловна Бадюкова
Александр Маркович Цейтлин
Original Assignee
Всесоюзный Заочный 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 Всесоюзный Заочный Политехнический Институт filed Critical Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority to SU894787108A priority Critical patent/SU1686025A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1686025A1 publication Critical patent/SU1686025A1/en

Links

Landscapes

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

Abstract

Фосфористый изностойкий чугун относитс  к металлургии С целью повышени  контактно-усталостной долговечности и износостойкости он дополнительно содержит ниобий, хром и азот при следующем соотношении , компонентов, мас,%: углерод 3,3 - 4,3; кремний 2,2 - 3,1; марганец 0,5 - 1,5; титан 0,03 - 0,4; алюминий 0,05 - 0,7; медь 0,05 - 0,7; фосфор 0,2 - 1,2; кальций 0,01 - 0.5; РЗМ 0,02 - 0,06, ниобий 0,0 4- 0,8; хром 0,05 - 0.38; азот 0,05 - 0,3 и железо - остальное . Хрупка  прочность чугуна после ста теплосмен с нагревом до 900°С составл ет 630 - 645 МПа; износостойкость 0,21 - 0,36 мг; контактно-усталостна  долговечность 732 - 795 МПа; сопротивление образованию сетки разгара 131 - 161 цикл и ударна  в зкость 65 - 85 Дж/см2. 2 табл.Phosphorous iznostoyky cast iron belongs to metallurgy. In order to increase the contact fatigue life and wear resistance, it additionally contains niobium, chromium and nitrogen in the following ratio, components, wt,%: carbon 3,3 - 4,3; silicon 2.2 - 3.1; manganese 0.5 - 1.5; titanium 0.03 - 0.4; aluminum 0.05 - 0.7; copper 0.05 - 0.7; phosphorus 0.2 - 1.2; calcium 0.01 - 0.5; REM 0.02 - 0.06, niobium 0.0 4- 0.8; chromium 0.05 - 0.38; nitrogen 0.05 - 0.3 and iron - the rest. The brittle strength of cast iron after one hundred heat cycles with heating to 900 ° C is 630 - 645 MPa; wear resistance 0.21 - 0.36 mg; contact-fatigue durability 732 - 795 MPa; The resistance to the formation of a grid of height is 131–161 cycles and a shock viscosity of 65–85 J / cm2. 2 tab.

Description

vv

ёyo

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к разработке составов износостойкого фосфористого чугуна дл  литых из- делий, работающих в услови х сухого трени  и ударных нагрузок.The invention relates to metallurgy, in particular, to the development of wear-resistant phosphorous cast iron compositions for cast products operating under conditions of dry friction and shock loads.

Цель изобретени  - повышение контактно-усталостной долговечности и износостойкости .The purpose of the invention is to increase the contact fatigue life and wear resistance.

Выбор граничных пределов содержани  компонентов в составе предложенного чугуна обусловлен следующими факторами.The choice of boundary limits for the content of components in the composition of the proposed iron is due to the following factors.

Углерод и кремний  вл ютс  основными элементами, определ ющими структуру и комплекс свойств чугуна различного назначени , в том числе и дл  работы в услови х высоких контактных нагрузок и интенсивного износа. При концентрации углерода 3,3 - 4,3 мас.% и кремни  2,2 - 3,1 мас.% создаютс  наиболее благопри тные услови  дл  формировани  аустенитно-бей- нитной структуры, наиболее благопри тнойCarbon and silicon are the main elements that determine the structure and complex of the properties of cast iron for various purposes, including for work in conditions of high contact loads and intense wear. With a carbon concentration of 3.3–4.3 wt.% And silicon of 2.2–3.1 wt.%, The most favorable conditions are created for the formation of austenitic – bainite structure, the most favorable

дл  обеспечени  высокой контактной выносливости и упругопластических свойств. При концентрации углерода до 3,3 мас.% и кремни  до 2,2 мас.% увеличиваетс  содержание цементита и снижаетс  содержание бейнита, уменьшаетс  склонность чугуна к бейнитовому превращению, падает в зкость , снижаютс  хрупка  прочность и контактна  выносливость. При увеличении концентрации углерода больше 4,3 мас.% и кремни  сверх 3,1 мае % снижаютс  твердость , хрупка  прочность, износостойкость и контактна  выносливость.to provide high contact endurance and elastoplastic properties. When the concentration of carbon is up to 3.3 wt.% And silicon up to 2.2 wt.%, The content of cementite increases and the content of bainite decreases, the tendency of the pig iron to bainitic transformation decreases, the viscosity decreases, the brittle strength decreases and contact endurance decreases. With an increase in carbon concentration of more than 4.3 wt.% And silicon in excess of 3.1 wt.%, The hardness decreases, the brittle strength, wear resistance and contact endurance.

Дополнительное введение ниоби  повышает твердость и термическую стойкость, измельчает структуру легированной матрицы , что повышает хрупкую прочность и контактную выносливость чугуна. При содержании ниоби  до 0,04 мас.% повышение этих характеристик недостаточное, а при увеличении концентрации ниоби  сверхAdditional introduction of niobium increases the hardness and thermal resistance, crushes the structure of the alloyed matrix, which increases the brittle strength and contact endurance of cast iron. When the content of niobium to 0.04 wt.% Increase in these characteristics is insufficient, and with increasing concentration of niobium in excess of

оabout

0000

о, оoh oh

ю елyou ate

0,8 мас.% удлин етс  продолжительность изотермической выдержки при термообработке чугуна, повышаетс  концентраци  аустенита, снижаетс  содержание бейнита, что приводит к уменьшению хрупкой прочности и упругопластических свойств.0.8 wt.% Elongation of isothermal aging during heat treatment of cast iron, austenite concentration increases, bainite content decreases, which leads to a decrease in brittle strength and elastoplastic properties.

Введение хрома обеспечивает получение высоких прочностных характеристик, повышение фрикционной износостойкости и контактной выносливости при одновременном измельчении структуры металлической матрицы. При содержании хрома до 0,05 мас.% повышение этих характеристик чугуна недостаточное, а соответственно увеличение содержани  хрома сверх 0,38 ведет к резкому увеличению в матрице цементита , ухудшению износостойких характеристик и увеличению продолжительности термической обработки дл  графитизации св занного углерода.The introduction of chromium provides high strength characteristics, increased frictional wear resistance and contact endurance while simultaneously crushing the structure of the metal matrix. When the chromium content is up to 0.05 wt.%, An increase in these characteristics of cast iron is insufficient, and accordingly an increase in the chromium content in excess of 0.38 leads to a sharp increase in the cementite matrix, deterioration of wear-resistant characteristics and an increase in the duration of heat treatment for graphitization of bound carbon.

Микролегирование чугуна азотом обусловлено измельчением аустенитно-бейнит- ной структуры, повышением ее стабильности, что способствует увеличению механических свойств и контактной выносливости . Его вли ние начинает сказыватьс  с концентрации 0,05 мас.%, а при увеличении содержани  более0,3 мас.% повышаетс  концентраци  неметаллических включений по границам зерен, снижаютс  контактно-усталостна  долговечность, упруго-пластические свойства и хрупка  прочность чугуна.The microalloying of cast iron with nitrogen is due to the grinding of the austenitic-bainitic structure, increasing its stability, which contributes to an increase in mechanical properties and contact endurance. Its effect begins to manifest itself with a concentration of 0.05 wt.%, And with an increase in the content of more than 0.3 wt.%, The concentration of non-metallic inclusions at the grain boundaries increases, the contact-fatigue durability, the elastic-plastic properties and the brittle strength of cast iron decrease.

Введение РЭМ обусловлено его высокой модифицирующей способностью при сохранении термической стойкости и фрикционных свойств и повышении прочности, контактной выносливости и пластических свойств чугуна. Концентраци  РЭМ в чугуне до 0,002 мас.% недостаточна дл  модифицирующей и сфероидиэирующей его способности . При увеличении его содержани  сверх 0,006 мас.% повышаетс  концентраци  неметаллических включений в чугуне, укрупн ютс  графитовые выделени , снижаютс  хрупка  прочность и эксплуатационна  стойкость литых чугунных деталей.The introduction of SEM is due to its high modifying ability while maintaining thermal stability and frictional properties and increasing the strength, contact endurance and plastic properties of cast iron. The concentration of SEM in the iron up to 0.002 wt.% Is insufficient for its modifying and spheroidizing ability. With an increase in its content in excess of 0.006 wt.%, The concentration of non-metallic inclusions in the pig iron increases, the graphite precipitates become larger, the brittle strength and operational durability of cast iron parts decrease.

Концентраци  легирующих компонентов (фосфор 0,2 - 1,2 мас.%, алюмини , 0,05 - 0,7 мае. %, медь 0,05 - 0,7 мае. %, марганец 0,5 - 1,5 мас.%, титан 0,03 - 0,4 мас.%) обеспечивает получение высоких прочностных характеристик, повышенной фрикционной износостойкости и контактной выносливости. При увеличении их концентрации выше верхних пределов повышаетс  содержание в структуре аустенита, что снижает- упругопластические свойства и хрупкую прочность, а снижение концентрации ниже нижних пределов твердость, прочность и контактна  выносливость чугуна недостаточны , существенно снижаетс  и износостойкость .The concentration of alloying components (phosphorus 0.2 - 1.2 wt.%, Aluminum, 0.05 - 0.7 wt.%, Copper 0.05 - 0.7 wt.%, Manganese 0.5 - 1.5 wt. .%, titanium 0.03 - 0.4 wt.%) provides high strength characteristics, increased frictional wear resistance and contact endurance. With an increase in their concentration above the upper limits, the content of austenite in the structure increases, which reduces the elasto-plastic properties and brittle strength, while the decrease in concentration below the lower limits of the hardness, strength and contact resistance of the iron is insufficient, and wear resistance is significantly reduced.

Пример. Опытные плавки чугунаExample. Experienced iron smelting

провод т дуплекс-процессом вагранка электропечь . В вагранке выплавл ют высокоуглеродистый чугун с температурой на желобе 1380 - 1400°С, использу  литейный и передельный чугуны, чугунный лом, возвратDuplex process of the cupola electric furnace. In the cupola, high-carbon iron with a temperature on the trough of 1380 - 1400 ° C is smelted using cast iron and pig iron, iron scrap, return

собственного производства, известн к и плавиковый шпат. Далее расплав перегревают в электропечи до 1480 - 1490°С и осуществл ют процессы легировани  и доводки его химического состава по содержанию компонентов до заданного. В качестве легирующих компонентов используют феррониобий ФН650 (ГОСТ 16773 - 86), содержащий 3-8 мас.% алюмини , 0,4-0,5 мас.% фосфора и 0,8 - 1,0 мас.% меди; ферромарганец азотированный фосфористый ФМн55ФН (ТУ 14 - 5 - 5 - 81) и феррохром ФХ25ОН (ЧМ ТУ 5 - 3 - 80). Модифицирование чугуна провод т в ковше присадкой си- ликокальци  СК - 30, ферроцери  иown production, known and fluorspar. Next, the melt is overheated in electric furnaces up to 1480 - 1490 ° C and the processes of doping and adjusting its chemical composition on the content of the components to the desired value are carried out. Ferroniobium FN650 (GOST 16773-86) containing 3-8 wt.% Aluminum, 0.4-0.5 wt.% Phosphorus and 0.8 - 1.0 wt.% Copper are used as alloying components; ferromanganese nitrided phosphorus FMN55FN (TU 14 - 5 - 5 - 81) and ferrochrome FH25OH (FM TU 5 - 3 - 80). Modification of cast iron is carried out in a scoop by addition of silicocalcium SC - 30, ferroceri and

ферротитана.ferrotitanium.

В табл.1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.Table 1 shows the chemical compositions of the cast iron of the experimental bottoms.

Заливку расплава чугуна при 1380 - ,1400°С производ т в песчано-глинистыеCast iron melt is cast at 1380 -, 1400 ° C in sandy-clayey

формы по сырому.forms in raw.

Образцы дл  механических испытаний и отливки подвергают термической обработке с использование изотермической выдержки при 370 - 410°С. Статические иSamples for mechanical testing and casting are heat treated using isothermal aging at 370-410 ° C. Static and

повторно-статические испытани  провод т на машине У ЮМ. Ударную в зкость определ ют на образцах типа 8 по ГОСТ 9454 - 78, а хрупкую прочность - после 100 циклов теплосмен с нагревом до 900°С. Усталостные испытани  провод т на машине УРМ - 2000 при частоте нагружени  40 Гц.re-static tests are carried out on a machine. Impact strength is determined on samples of type 8 according to GOST 9454 - 78, and brittle strength after 100 cycles of heat cycles with heating to 900 ° C. Fatigue tests are performed on an URM-2000 machine at a loading frequency of 40 Hz.

В табл.2 приведены результаты механических и технологических испытаний известного и предложенного чугунов.Table 2 shows the results of mechanical and technological tests of the known and proposed cast irons.

Как видно из табл.2, предложенный чугун обладает более высокими характеристиками износостойкости, хрупкой прочности, контактной выносливостью и прочностными свойствами по сравнению с известным фосфористым чугуном. Экономический эффект от внедрени  изобретени  в народное хоз йство дл  использовани  чугуна в литых детал х, имеющих быстрый износ (технологическа  литейна  оснастка, детали различных машин), составит 96000 руб в год, благодар  дополнительному вводу Mb, Cr и N в его состав предлагаемый чугун обладает по сравнению с известным повышенной в 1,05 - 1,1 раза контактно-усталостной долговечностью и улучшенной в 1,62 - 1,86 раза износостойкостью.As can be seen from table 2, the proposed cast iron has higher wear-resistance characteristics, brittle strength, contact endurance and strength properties compared with the known phosphorous cast iron. The economic effect of introducing the invention into the national economy for the use of cast iron in cast parts with rapid wear (technological casting equipment, parts of various machines) will be 96,000 rubles a year, thanks to the addition of Mb, Cr and N to its composition. compared to the known increased by 1.05 - 1.1 times the contact-fatigue life and improved 1.62 - 1.86 times the wear resistance.

Claims (1)

Формула изобретени  Фосфористый чугун, содержащий углерод , кремний, марганец, титан, алюминий, медь, фосфор, кальций, редкоземельные элементы и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  контактно-усталостной долговечности и изностойкости, он дополнительно содержит ниобий, хром и азот при следующем соотношении компонентов , мас.%:Claims of Phosphorus Cast Iron Containing Carbon, Silicon, Manganese, Titanium, Aluminum, Copper, Phosphorus, Calcium, Rare Earth Elements, and Iron, characterized in that, in order to increase contact fatigue life and endurance, it additionally contains niobium, chromium and nitrogen in the following ratio, wt.%: Углерод3,3 - 4,3Carbon3.3 - 4.3 Кремний2,2-3,1Silicon2.2-3.1 00 33 МарганецManganese ТитанTitanium АлюминийAluminum МедьCopper ФосфорPhosphorus КальцийCalcium РедкоземельныеRare earth элементыitems НиобийNiobium ХромChromium АзотNitrogen ЖелезоIron 0.5- 1.5 0.03 - 0,4 0,05 - 0,7 0,05 - 0.7 0,2- 1,2 0,01 -0.50.5- 1.5 0.03 - 0.4 0.05 - 0.7 0.05 - 0.7 0.2 - 1.2 0.01 -0.5 0,002 - 0,006 0,04 - 0,8 0,05 - 0,38 0,05 - 0,3 Остальное0.002 - 0.006 0.04 - 0.8 0.05 - 0.38 0.05 - 0.3 Else Таблица 1Table 1 Таблица 2table 2
SU894787108A 1989-12-25 1989-12-25 Phosphorous cast iron SU1686025A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894787108A SU1686025A1 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Phosphorous cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894787108A SU1686025A1 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Phosphorous cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1686025A1 true SU1686025A1 (en) 1991-10-23

Family

ID=21493964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894787108A SU1686025A1 (en) 1989-12-25 1989-12-25 Phosphorous cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1686025A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442838C2 (en) * 2010-04-05 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) Grey cast iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР ISfc 834206, кл. С 22 С 37/10, 1979. Авторское свидетельство СССР № 735652, кл. С 22 С 37/10, 1980. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2442838C2 (en) * 2010-04-05 2012-02-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) Grey cast iron

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108220816A (en) A kind of low chromium shock resistance high-temperature antiwear alloy steel and preparation method thereof
CN101348878A (en) Isothermal quench bainitic ductile cast iron and use thereof
CN106893941B (en) A kind of low-alloy wear-resistant steel and its heat treatment method
EP0272788B1 (en) A method of making wear resistant gray cast iron
SU1686025A1 (en) Phosphorous cast iron
CN102978530A (en) Multi-element alloy wear-resistant steel
JPS616249A (en) High strength spheroidal graphite cast iron with superior machinability
JPH0238645B2 (en) KOKYODOKYUJOKOKUENCHUTETSUNOSEIZOHOHO
Riposan et al. Influencing factors on as-cast and heat treated 400-18 ductile iron grade characteristics
SU1070203A1 (en) Wear resistant alloy
SU1749294A1 (en) High strength cast iron
CN104831187B (en) A kind of road engineering machinery steel and its manufacture method
US4929416A (en) Cast steel
JPH0379739A (en) High strength and high toughness spheroidal graphite cast iron
SU1219665A1 (en) Charge for melting
CN115976413B (en) Wear-resistant alloy cast steel and preparation method and application thereof
SU1142523A1 (en) Steel
SU1696562A1 (en) Cast iron
SU1199820A1 (en) Cast iron
SU1735428A1 (en) Tool steel
SU1440948A1 (en) Cast iron for rolling-mill rolls
SU1708911A1 (en) Cast iron
SU1082854A1 (en) Cast iron
SU1296622A1 (en) High-strength cast iron
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron