SU1747529A1

SU1747529A1 - Cast iron

Info

Publication number: SU1747529A1
Application number: SU904827146A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Святкин; Михаил Иванович Карпенко; Александр Маркович Цейтлин; Марина Борисовна Егорова; Светлана Михайловна Бадюкова
Original assignee: Всесоюзный Заочный Политехнический Институт
Priority date: 1990-05-21
Filing date: 1990-05-21
Publication date: 1992-07-15

Abstract

Использование: дл изготовлени деталей металлургического оборудовани . Чугун содержит, мас,%: углерод 2,8-3 8; кремний 1,2-2,2, марганец 0,5-1,5, никель 0,02-0,4, хром 0,03-0,7, алюминий 0,03-0,18; медь 0,06-0,3; титан 0,02-0,10, фосфор 0,05-0,12; кальций 0,002-0,008; азот 0,04-0,12 и железо остальное. Износостойкость чугуна 0,82- 1,12 г/км, эксплуатационна стойкость 700 смен 2 табл.Use: for the manufacture of parts of metallurgical equipment. Cast iron contains, wt%: carbon 2.8-3 8; silicon 1.2-2.2, manganese 0.5-1.5, nickel 0.02-0.4, chromium 0.03-0.7, aluminum 0.03-0.18; copper 0.06-0.3; titanium 0.02-0.10, phosphorus 0.05-0.12; calcium 0.002-0.008; nitrogen 0.04-0.12 and iron else. The wear resistance of cast iron is 0.82-1.12 g / km, the operational durability of 700 shifts 2 table.

Description

Изобретение относитс к металлургии, в частности к изысканию износостойких чу- гунов, выплавл емых в индукционных печах и используемых дл изготовлени литых деталей металлургического оборудовани The invention relates to metallurgy, in particular, to the search for wear-resistant chuguns produced in induction furnaces and used for the manufacture of cast parts of metallurgical equipment.

Цель изобретени - повышение ударо- устойчивости и эксплуатационных свойств. Поставленна цель достигаетс тем, что чугун, содержащий углерод, кремний, марганец , алюминий, хром, никель, кальций, титан , медь, фосфор и железо, дополнительно содержит азот при следующем соотношении компонентов, мас.%:The purpose of the invention is to increase the impact resistance and operational properties. The goal is achieved by the fact that cast iron containing carbon, silicon, manganese, aluminum, chromium, nickel, calcium, titanium, copper, phosphorus and iron additionally contains nitrogen in the following ratio, wt.%:

Углерод2,8-3,8Carbon2.8-3.8

Кремний1,2-2,2Silicon 1,2-2,2

Марганец0,5-1,5Manganese 0.5-1.5

Никель0,02-0,4Nickel 0.02-0.4

Хром0,03-0,7Chrome 0.03-0.7

Алюминий 0,03-0,18Aluminum 0.03-0.18

Медь0,06-0,30Copper0.06-0.30

Титан0,02-0,10Titanium0.02-0.10

Фосфор0,05-0,12Phosphorus 0.05-0.12

Кальций0,002-0,008Calcium0.002-0.008

Азот0,04-0.12Nitro 0.04-0.12

ЖелезоОстальноеIronErest

Азот св зывает алюминий, титан и хром в нитриды и карбонитриды, повыша дисперсность структуры, механические свойства , удароустойчивость и эксплуатационную стойкость. Его вли ние на удароустойчи- вость и эксплуатационные свойства начинает сказыватьс с концентраций 0,04%. При увеличении его содержани более 0,12% повышаетс концентраци неметаллических включений по границам зерен, снижаютс характеристики удароустойчивости, пластических и эксплуатационных свойств.Nitrogen binds aluminum, titanium and chromium to nitrides and carbonitrides, increasing the dispersion of the structure, mechanical properties, impact resistance and operational durability. Its effect on the impact resistance and performance properties begins to show up with concentrations of 0.04%. With an increase in its content of more than 0.12%, the concentration of non-metallic inclusions along the grain boundaries increases, and the characteristics of impact resistance, plasticity, and operational properties decrease.

Введение меди обусловлено микролегирующим вли нием на матрицу и измельчением включений графита, что повышает пластические свойства, удароустойчивость и эксплуатационную стойкость При содержании меди до 0,06% измельчение структурных составл ющих и повышение удароустойчивости и эксплуатационной стойкости недостаточны, а при увеличении концентрации более 0,3% снижаетс однородность структуры и ухудшаютс эксплуатационные свойства и стабильность упругопластических свойствThe introduction of copper is due to the micro-doping effect on the matrix and the grinding of graphite inclusions, which increases the plastic properties, impact resistance and operational durability. When the copper content is up to 0.06%, the grinding of structural components and the increase in impact resistance and operational durability are insufficient, and with an increase in concentration of more than 0.3 % homogeneity of the structure decreases and the operational properties and stability of the elastoplastic properties deteriorate

(Л(L

аbut

XIXi

ел ю юate you

Фосфор повышает отбел, литейные, технологические и эксплуатационные свойства, однако при увеличении его концентрации более 0,12% снижаютс характеристики удароустойчивости, стабильности структуры и эксплуатационных свойств. При его концентрации до 0,05% технологические и эксплуатационные свойства недостаточны.чPhosphorus increases chill, casting, technological and operational properties; however, with an increase in its concentration of more than 0.12%, the characteristics of impact resistance, structural stability and operational properties decrease. With its concentration up to 0.05%, the technological and operational properties are insufficient.

Содержание основных компонентов (углерод 2,8-3,8%, кремний 1,2-2,2%, марганец 0,5-1,5% и хром 0,03-0,7%) прин то в обычных дл литейных чугунов концентраци х , не снижающих удароустойчивость, а содержание алюмини (0,03-0,18%), титана (0,02-0,10%) и никел (0,02-0,4%)оказывает модифицирующее вли ние и повышает удароустойчивость, механические и эксплуатационные свойства сплава. При их концентрации менее нижних пределов модифицирующий эффект недостаточен, а прочностные и эксплуатационные свойства низкие. При1 увеличении их концентрации выше верхних пределов снижаютс однородность структуры и механические свойстваThe content of the main components (carbon 2.8-3.8%, silicon 1.2-2.2%, manganese 0.5-1.5% and chromium 0.03-0.7%) is accepted in conventional foundry cast iron concentrations that do not reduce the impact resistance, and the aluminum content (0.03-0.18%), titanium (0.02-0.10%) and nickel (0.02-0.4%) have a modifying effect and improves impact resistance, mechanical and operational properties of the alloy. When their concentration is less than the lower limits, the modifying effect is insufficient, and the strength and performance properties are low. As their concentration increases above the upper limits, the homogeneity of the structure and mechanical properties decrease.

Кальций также оказывает модифицирующее вли ние, но он плохо раствор етс в металлической основе, поэтому его концентраци ограничена 0,008%. Нижний предел содержани кальци обусловлен ухудшением компактности фаз и неметаллических включений в чугуне при более низких концентраци х кальци , что снижает упругоп- ластические и эксплуатационные свойства,Calcium also has a modifying effect, but it is poorly soluble in the metal base, therefore its concentration is limited to 0.008%. The lower limit of calcium content is due to the deterioration of the compactness of phases and non-metallic inclusions in cast iron at lower calcium concentrations, which reduces the elastic-plastic and operational properties,

Плавку чугунов провод т в электрических печах большой емкости. Перегрев расплава в печи 1400-1450°С. Присадку меди, легирующих добавок и ферросплавов провод т в печь в конце плавки. Модифицирование чугуна силикокальцием и продувку азотом провод т в ковше, Температура расплава при заливке песчано-глинистых литейных форм составл ет 1340 -1380°С.The smelting of cast iron is carried out in high-capacity electric furnaces. Overheating of the melt in the furnace 1400-1450 ° C. The addition of copper, alloying additives and ferroalloys is carried out in the furnace at the end of the melt. Modification of the iron by silicocalcium and purging with nitrogen is carried out in a ladle. The temperature of the melt when casting sand-clay molds is 1340-135 ° C.

В табл. 1 приведены химические составы чугунов.In tab. 1 shows the chemical compositions of cast iron.

В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов опытных плавок, полученные по стандартным методикам на образцах и технологических пробах.In tab. 2 shows the mechanical and operational properties of the cast irons of the experimental heats, obtained by standard methods on samples and technological samples.

Как видно из табл. 2, дополнительное введение в состав чугуна азота позвол етAs can be seen from the table. 2, the addition of nitrogen to the composition of the iron allows

повысить удароустойчивость в 1,18-1,3 раза и эксплуатационную стойкость в 1,2-1,35 раза.to increase impact resistance 1.18-1.3 times and operational stability 1.2-1.35 times.

00

5five

00

Claims

Claims of pig iron containing carbon, silicon, manganese, aluminum, chromium, nickel, calcium, titanium, copper, phosphorus and iron, characterized in that, in order to improve the impact resistance and performance properties, it additionally contains nitrogen in the following ratio of components, wt. .%:

five

0

Carbon

Silicon

Manganese

Aluminum

Chromium

Nickel

Copper

Titanium

Phosphorus

Calcium

Nitrogen

Iron

2.8-3.8

1.2-2.2

0.5-1.5

0.03-0.18

0.03-0.7

0.02-0.4

0.06-0.30

0.02-0, 10

0.05-0.12

0.002-0.008

0.04-0.12

Rest

Table 1

Note The known cast iron of composition 1 additionally contained sulfur in the amount of 0.07% and cerium - 0.02%. In the proposed cast iron, they are excluded because they increase the concentration of non-metallic inclusions at the boundaries: they reduce the impact resistance and operational properties.

Table 2