SU885323A1 - Cast iron with spherical graphite - Google Patents

Cast iron with spherical graphite Download PDF

Info

Publication number
SU885323A1
SU885323A1 SU802877930A SU2877930A SU885323A1 SU 885323 A1 SU885323 A1 SU 885323A1 SU 802877930 A SU802877930 A SU 802877930A SU 2877930 A SU2877930 A SU 2877930A SU 885323 A1 SU885323 A1 SU 885323A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
iron
cast iron
manganese
resistance
cast
Prior art date
Application number
SU802877930A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Георгий Петрович Малышев
Иван Иванович Азаров
Иван Петрович Волчок
Моисей Наумович Беркун
Original Assignee
Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря
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 Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря filed Critical Запорожский машиностроительный институт им.В.Я.Чубаря
Priority to SU802877930A priority Critical patent/SU885323A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU885323A1 publication Critical patent/SU885323A1/en

Links

Landscapes

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

Description

(5) ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ(5) CAST IRON WITH SPARKET GRAPHITE

Изобретение относитс  к металлурги в частности к чугунам с повышенными физико-механическими и специальными свойствами дл  отливок, работающих в услови х газовой коррозии и коррозии в расплавах цветных металлов, эксплуатируемых с ударными нагрузками. Известны чугуны, содержащие углерод , кремний, марганец, хром, магний кальций, редкоземельные металлы,харак теризующиес  пониженными механическими свойствами при комнатной и высоких температурах, а также низкой стойкостью против газовой коррозии и коррозии в расплаве цветных металлов. Известен чугун следующего химичес кого состава, вес. з,о-г,о Углерод Кремний 0,5-2,5 0,i4-1 ,0 Марганец Азот 0,003-0,025 Магний 0,01-0,05 0,08-0,3 Кальций Редкоземельные металлы0,001-0,01 Титан0,0it-0,1 Ванадий0,02-0,2 ЖелезоОстальное Чугун в литом состо нии имеет слещие свойства; Предел прочности, на изгиб, кгс/мм Предел прочности на разрыв, кгс/мм 22-2 Стрела прогиба, мм 5,0-6,0 Относительное удлинение, % 1,4-1,6 Твердость, НВ 165-173 Скорость коррозии чугуна в расплаве алюмини , мм/ч 0, ,233 В процессе испытаний установлено, ударна  в зкость известного чуа составл ет 0,3-0,5 кгсм/см D . В известном чугуне наличие титана анади  способствует образованию дендритного графита и перлитной металлической основы, что снижает ударную в зкость и пластичность, В процессе эксплуатации отливок при вы соких температурах перлит распадаетс  на феррит и графит, что приводи к росту чугуна, повышению напр женного состо ни  отливок и, как следствие , образованию трещин, вместе с тем чугун обладает низкой стойкостью против газовой коррозии. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  чугун с шаровидным графитом следующего химическо состава, весД: Углерод3,5-,0 Кремний3,25-5,0 Марганец0,4-1 ,5 Хром0,25-2,0 Медь0,75-1,0 Магний0,01-0,0 ЖелезоОстальное В качествепримесей чугун содержи вес.%: фосфордо 0,2, серу до 0,02 и никель до 0,5. Микроструктура чугуна - шаровидны графит, перлит или феррит, цементит (до 20), Данный чугун обладает высо кой износостойкостью, прочностью, теплостойкостью и работает в услови  чистого трени  с нагревом без ударны нагрузок.Максимально возможна  темпе ратура эксплуатации чугуна 600 С t2JThe invention relates to metallurgists, in particular, to cast irons with improved physicomechanical and special properties for castings operating under gas corrosion and corrosion conditions in non-ferrous metal melts operated with impact loads. Known cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, magnesium, calcium, rare earth metals, characterized by low mechanical properties at room and high temperatures, as well as low resistance to gas corrosion and corrosion in the melt of non-ferrous metals. Known cast iron of the following chemical composition, weight. s, og, o Carbon Silicon 0.5-2.5 0, i4-1, 0 Manganese Nitrogen 0.003-0.025 Magnesium 0.01-0.05 0.08-0.3 Calcium Rare-earth metals0.001-0 , 01 Titan0.0it-0.1 Vanadium 0.02-0.2 Iron Remaining Cast iron in the cast state has the following properties; Strength, bending, kgf / mm Tensile strength, kgf / mm 22-2 Deflection, mm 5.0-6.0 Relative elongation,% 1.4-1.6 Hardness, HB 165-173 Corrosion rate iron in the molten aluminum, mm / h 0, 233. During the tests it was found that the impact strength of a known chua is 0.3-0.5 kgcm / cm D. In the known cast iron, the presence of anadi titanium contributes to the formation of dendritic graphite and pearlite metal base, which reduces the impact strength and ductility. and, as a result, cracking, however, the cast iron has a low resistance to gas corrosion. The closest to the proposed technical essence and the achieved result is nodular cast iron of the following chemical composition, weight D: Carbon 3.5, 0 Silicon 3.25-5.0 Manganese 0.4-1, 5 Chromium 0.25-2.0 Copper: 0.75-1.0 Magnesium; 0.01-0.0 Iron; Others As the impurities, the cast iron contains wt.%: Phosphorus 0.2, sulfur to 0.02 and nickel to 0.5. The microstructure of cast iron is spherical graphite, perlite or ferrite, cementite (up to 20). This cast iron has high wear resistance, durability, heat resistance and works under pure friction conditions with heating without shock loads. The maximum operating temperature of cast iron is 600 C t2J

Таблица 1 34 Недостатком известного чугуна  вл етс  низка  коррозионна  стойкость против газовой коррозии и коррозии в расплаве цветных металлов, Цель изобретени  - повышение стойкости против газовой коррозии и коррозии в расплаве цветных металлов при высоком уровне прочности, пластичности и ударной в зкости, Данна  цель достигаетс  тем, что чугун с шаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, магний и железо, дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении компонентов, вес.1: Углерод2,5-,0 Кремний3,2-4,5 Марганец0,2-0.,5 Хром0,3-0,5 Медь0,2-0, Магний0,,08 Редкоземельные 0,03-0,06 металлы Остальное Железо Предлагаемый чугун предназначен дл  эксплуатации при температурах 700-900 С, металлическа  матрица его при содержании ингредиентов на трех уровн х ферритна , В табл. 1 приведен химический состав предлагаемого чугуна и известного; в табл. 2 представлены их механические и специальные свойства.Table 1 34 A disadvantage of the known iron is low corrosion resistance to gas corrosion and corrosion in a melt of non-ferrous metals. The purpose of the invention is to increase resistance to gas corrosion and corrosion in a melt of non-ferrous metals with a high level of strength, ductility and impact strength. This goal is achieved that nodular cast iron, containing carbon, silicon, manganese, chromium, copper, magnesium and iron, additionally contains rare earth metals in the following ratio of components, weight 1: Carbon 2.5- , Silicon3.2-4.5 Manganese0.2-0., 5 Chrome0.3-0.5 Copper0.2-0, Magnesium0,, 08 Rare-earth 0.03-0.06 metals Else Iron Offered cast iron is intended for operation at temperatures of 700-900 ° C, its metallic matrix with the content of ingredients on three levels of ferritic, In the table. 1 shows the chemical composition of the proposed iron and known; in tab. 2 shows their mechanical and special properties.

Сравнительные испытани  предлагаемого и известного чугунов позвол ют сделать следующие выводы:Comparative tests of the proposed and known cast irons lead to the following conclusions:

1.При содержании ингредиентов известного 2 чугуна на нижнем уровн получен серый феррито-перлитный чугун1.When the contents of the ingredients of the famous 2 cast iron on the lower level, gray ferrite-pearlitic cast iron is obtained

с пластинчатым графитом, имеющий высокую (6,3 скорость коррозии в воздушной среде при температуре испытани  800С, что в 11 раз превыliiaet скорость коррозии предлагаемого чугуна . Скорость коррозии в расплаве алюмини  при 860 С у известного чугуна почти в 2 раза выше, чем у предлагаемого чугуна .with lamellar graphite, having a high (6.3 corrosion rate in air at a test temperature of 800 ° C, which is 11 times higher than the corrosion rate of the proposed cast iron. The corrosion rate in the molten aluminum at 860 ° C is well-known among the cast iron cast iron.

2.При содержании ингредиентов известного 2 чугуна на среднем уровне получен чугун с вермикул рным графитом . Металлическа  матрица чугуна перлитна , склонна  к ферритизации, структурно-свободного цементита 1015% . Такой чугун имеет повышенную2.When the content of the ingredients of the famous 2 cast iron at an intermediate level, cast iron with vermicular graphite was obtained. The metal matrix of cast iron is pearlitic, prone to ferritization, structural free cementite 1015%. This cast iron has an increased

(1,5 г/м-ч) скорость коррозии в воздушной среде при 800°С, что в 7 рзз выше, чем у предлагаемого чугуна. Скорость коррозии известного чугуна в расплаве алюмини  при почти в 1,5 раза выше, чем у предлагаемого чугуна.(1.5 g / m-h) corrosion rate in air at 800 ° C, which is 7 times more than that of the proposed pig iron. The corrosion rate of the known iron in the molten aluminum with almost 1.5 times higher than that of the proposed iron.

3 При содержании ингредиентов известного чугуна на верхнем уровне получен чугун с шаровидным графитом. Металлическа  матрица чугуна перлитоцементитна , структурно-свободного3 When the content of the ingredients of the famous iron at the top level is obtained nodular cast iron. The metal matrix of cast iron is pearlite-cementitic, structurally free

Таблица 2table 2

цементита до . Такой чугун имеет близкие к предлагаемому чугуну скорость коррозии в воздушной среде (0,123 ) при и скорость коррозии в расплаве алюмини  (О ,226 мм/ч) при .cementite to. Such a cast iron has a corrosion rate in the air environment (0.123) at the speed of the corrosion in the molten aluminum (О, 226 mm / h) at.

Значение всех физико-механических свойств при содержании ингредиентов известного чугуна на трех уровн х значительно ниже, чем у предлагаемого чугуна за смет повышенного содержани  карбидообразующих элементов хрома и марганца.The value of all physicomechanical properties when the content of ingredients of known iron at three levels is significantly lower than that of the proposed iron for estimates of the high content of carbide-forming elements of chromium and manganese.

Сравнительный анализ показывает, что известный чугун имеет низкий уровень прочности, пластичности, ударной в зкости и специальных свойств, что объ сн етс  высоким содержанием марганца , меди и хрома - элементов, способствующих стабилизации перлита и по влению в металлической матрице чугуна структурно-свободного цементита.Comparative analysis shows that known cast iron has a low level of strength, ductility, toughness and special properties, which is explained by the high content of manganese, copper and chromium - elements that contribute to the stabilization of pearlite and the appearance of structurally free cementite in the metal matrix of cast iron.

Общеизвестно, что максимальную кор розионную стойкость, как правило, имеют чугуны с однофазной ферритной или аустенитной структурой, а в низколегированных чугунах (за исключением кремнистых) однофазна  структура не может быть получена.It is well known that the maximum corrosion resistance is usually found in cast irons with a single-phase ferritic or austenitic structure, and in low-alloy irons (with the exception of siliceous), a single-phase structure cannot be obtained.

Claims (2)

Марганец,  вл  сь карбидообразующим элементом, оказывает большое вли ние на структуру и свойства чугуна с шаровидным графитом. В чугуне с ферритной структурой содержание марга7 ца рекомендуетс  иметь не более 0,6 так как он снижает пластичность и ударную в зкость и увеличивает твердость чугуна вследствие увеличени  количества перлита в структуре.При более высоком содержании марганца в структуре образуютс  карбиды. Легирование кремнистого чугуна ма ганцем до 0,6% несколько улучшает ока ли ностойкость и ростоустойчивость, но при этом резко возрастает чувствител ность отливок к термическим ударам. С целью сохранени  высокой пластич ности ферритных чугунов с шаровидным графитом содержание марганца не долж превышать 0,6. Медь  вл етс  одним из наиболее эффективных стабилизаторов перлита. После добавки 0,6% Си чугун с шаровид ным графитом и ферритной матрицей ста новитс  перлитным в отливках толщино до 60 мм. Медь повышает прочность и твердость чугуна тем заметнее, чем ниже в нем содержание кремни . Хром затрудн ет обе стадии графитизации, способствует образованию цементита и увеличению количества перлита. Никель измельчает структуру металлической основы, увеличивает количество перлита в чугуне. Легирование кремнистого чугуна хромом в небольших количествах (0,3 О,5%)наиболее благопри тно повышает их качество. Происход щее под вли нием малых добавок хрома улучшение структуры кремнистых чугуиов и усиление сопротивл емости их окислению позвол ют значительно повысить температурный диапазон эксплуатации отливок . Вли ние меди1 -и никел  на свойства кремнистого чугуна одинаково и своди с , в основном, к улучшению его меха нических свойств. Эффективность их вли ни  на окалиностойкость и ростоустойчивость чугуна про вл етс  лишь в присутствии хрома. Присадки как никел , так и меди в чугун в количествах от 0,5 до 2,5% принос т скорее вред,чем пользу, так как оба эти элемента в большей мере способствуют ухудшению качества графита . Однако малые добавки (до 0,51) меди и никел  в кремнистый чугун с ш ровидным графитом в сочетании с небо шим количеством (до О ,5%) хрома дают положительный результат. 3 Все изложенное свидетельствует о нецелесообразности легировани  кремнистых чугунов с шаровидным графитом значительными количествами карбидообразующих элементов (хромом, марганцем ) , так как оно св зано с увеличением роста и повышением хрупкости (и без того хрупких) чугунов. Дл  улучшени  качества таких чугунов необходимо такое легирование, которое не вызывает нарушени  однородности металлической основы и не преп тствует образованию графита шаровидной формы. Следовательно, содержание хрома , марганца, меди и никел  (в качестве примеси) не должно превышать 0,5% каждого элемента. Содержание магни  в известном чугуне не всегда обеспечивает получение полной сфероидизации графита, снижа  тем самым стойкость чугуна против газовой коррозии и механические свойства. Обработка чугуна комплексным модификатором (лигатурой) благодар  наличию в нем РЗМ устран ет грубопластинчатую форму графита, обеспечивает получение правильной шаровидной формы графита, а следовательно, и достаточно высокие механические свойства. Кроме этого, присадка РЗМ в чугун позвол ет подавить вредное вли ние элементов - деглобул ризаторов S, О., U D;nLf-i-e«4 - Hj, Bi , Pb, Sn, T|, A и Cu и исключить графитизирую1цую обработку жидкого чугуна, а также существенно повысить его прочностные и пластические свойства в литом состо нии. Присадка цери , иттри  или лантана в количестве 0,2-0,3% в кремнистые чугуны с шаровидным графитом приводит к повышению их стойкости против газовой коррозии. На таких чугунах под вли нием РЗМ происход т качественные изменени  окисного сло  за счет образовани  сложных шпинелей, которые  вл ютс  результатом взаимодействи  окислов РЗН и других компонентов, вход щих в состав чугуна. Наличие в чугуне РЗМ устран ет рыхлоту и пористость металлической матрицЬ, что повышает коррозионную стойкость. РЗМ ввод т в чугун в виде Fe-Si-Ce (У) лигатуры, содержащей церий (иттрий ), лантан, празеодим, неодим. Испытани  на стойкость против газовой коррозии проводились в соответствии с рекомендаци ми ГОСТ на образцах диаметром 10 и длиной 20 м при в течение 100 часов. Испытани  на скорость коррозии (разъедани ) чугуна в расплаве алюмини  проводились в образцах диамет ром 10 мм длиной 20 мм при . Применение предлагаемого чугуна обеспечивает повышение стойкости от ливок не меньше, чем в 2,1 раза. Общий экономический эффект от внедрени  предлагаемого чугуна на предпри ти х Министерства цветной металлургии СССР составит 1183920р Формула изобретени  Чугун с шаровидным графитом, сод жащий углерод, кремний, марганец, хром, медь, магний и железо, отл чающийс  тем, что, с целью повышени  стойкости против газовой 3О коррозии и коррозии в расплаве цветных металлов при высоком уровне прочности , пластичности и ударной в зкости , он дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующем соотношении ингредиентов, вес.: 2,5-i,0 Углерод 3,2-f,5 Кремний 0,2-0,5 Марганец 0,3-0,5 0,2-0,Ц 0,04-0,08 Магний Редкоземельные 0,03-0 ,06 металлы Железо Остальное Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 622862, кл. С 22 С 37/10, 1978, Manganese, being a carbide-forming element, has a great influence on the structure and properties of nodular cast iron. In a ferritic structure cast iron, the content of marga7a is recommended to be no more than 0.6 since it reduces ductility and toughness and increases the hardness of cast iron due to an increase in the amount of perlite in the structure. Carbides are formed at a higher content of manganese. Doping silicon manganese with manganese up to 0.6% improves the stability and height resistance somewhat, but at the same time, the sensitivity of castings to thermal shocks sharply increases. In order to maintain the high ductility of ferritic nodular cast irons, the manganese content should not exceed 0.6. Copper is one of the most effective perlite stabilizers. After the addition of 0.6% Cu, nodular cast iron with ferritic matrix becomes pearlitic in castings up to 60 mm thick. Copper increases the strength and hardness of cast iron, the more noticeable the lower the silicon content in it. Chromium hinders both stages of graphitization, promotes the formation of cementite and an increase in the amount of perlite. Nickel crushes the structure of the metal base, increases the amount of perlite in the iron. The alloying of silicon iron with chromium in small amounts (0.3 O, 5%) most favorably improves their quality. The improvement in the structure of siliceous iron and the increase in the resistance to oxidation, which occurs under the influence of small additions of chromium, significantly increase the operating temperature range of the castings. The effect of copper1 and nickel on the properties of silicon iron is the same and reduces, mainly, to an improvement in its mechanical properties. The effectiveness of their influence on the scaling resistance and the resistance of cast iron is manifested only in the presence of chromium. Additives of both nickel and copper to cast iron in quantities from 0.5 to 2.5% are more harmful than beneficial, since both of these elements are more conducive to the deterioration of the quality of graphite. However, small additions (up to 0.51) of copper and nickel to silicon with nodular graphite in combination with a limited amount (up to 0%) of chromium give a positive result. 3 All of the above indicates that it is inexpedient to alloy the nodular nodular silicon with significant amounts of carbide forming elements (chromium, manganese), since it is associated with an increase in growth and an increase in the brittleness of the already fragile cast iron. In order to improve the quality of such cast irons, such a doping is necessary that does not disturb the homogeneity of the metal base and does not prevent the formation of spherical graphite. Consequently, the content of chromium, manganese, copper and nickel (as an impurity) should not exceed 0.5% of each element. The magnesium content in the known iron does not always ensure the complete spheroidization of graphite, thereby reducing the corrosion resistance of the iron and mechanical properties. Processing the cast iron with a complex modifier (ligature) due to the presence of REM in it eliminates the coarse form of graphite, provides the correct spherical shape of graphite, and, consequently, a sufficiently high mechanical properties. In addition, the additive of rare-earth metals in cast iron allows suppressing the harmful effects of the elements - deglobulizers S, O., UD; nLf-ie "4 - Hj, Bi, Pb, Sn, T |, A and Cu and eliminate graphitized treatment of liquid iron , and also significantly increase its strength and plastic properties in a cast state. The addition of cerium, yttrium or lanthanum in the amount of 0.2-0.3% in nodular nodular cast irons leads to an increase in their resistance to gas corrosion. On such cast irons, under the influence of REM, qualitative changes occur in the oxide layer due to the formation of complex spinels, which are the result of the interaction of the rare earth metal oxides and other components that make up the pig iron. The presence of REM in the iron eliminates the looseness and porosity of the metal matrix, which increases the corrosion resistance. REM is introduced into cast iron in the form of Fe-Si-Ce (V) ligature containing cerium (yttrium), lanthanum, praseodymium, neodymium. The tests for resistance to gas corrosion were carried out in accordance with the recommendations of GOST on samples with a diameter of 10 and a length of 20 m for 100 hours. Tests on the rate of corrosion (corrosive) of cast iron in molten aluminum were carried out in samples with a diameter of 10 mm and a length of 20 mm at. The application of the proposed cast iron provides increased resistance from molt not less than 2.1 times. The total economic effect from the implementation of the proposed iron in the enterprises of the Ministry of Nonferrous Metallurgy of the USSR will be 1183920. Invention formula Nodular cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, copper, magnesium and iron, in order to increase the resistance against gas 3O corrosion and corrosion in the melt of non-ferrous metals with a high level of strength, ductility and toughness, it additionally contains rare-earth metals with the following ratio of ingredients, weight: 2.5-i, 0 Carbon 3,2-f, 5 Cre mnn 0.2-0.5 Manganese 0.3-0.5 0.2-0, C 0.04-0.08 Magnesium Rare-earth 0.03-0, 06 Metals Iron Else Sources of information taken into account when examination 1. The author's certificate of the USSR 622862, cl. C 22 C 37/10, 1978, 2.Авторское свидетельство СССР -380737, кл. С 22 С 37/Oi, 1971.2. Authors certificate of the USSR -380737, cl. C 22 C 37 / Oi, 1971.
SU802877930A 1980-02-01 1980-02-01 Cast iron with spherical graphite SU885323A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802877930A SU885323A1 (en) 1980-02-01 1980-02-01 Cast iron with spherical graphite

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802877930A SU885323A1 (en) 1980-02-01 1980-02-01 Cast iron with spherical graphite

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU885323A1 true SU885323A1 (en) 1981-11-30

Family

ID=20875684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802877930A SU885323A1 (en) 1980-02-01 1980-02-01 Cast iron with spherical graphite

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU885323A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102002626A (en) * 2010-10-13 2011-04-06 康定图 High-temperature-resistant and corrosion-resistant alloy and preparation method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102002626A (en) * 2010-10-13 2011-04-06 康定图 High-temperature-resistant and corrosion-resistant alloy and preparation method thereof
CN102002626B (en) * 2010-10-13 2012-07-25 康定图 High-temperature-resistant and corrosion-resistant alloy and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU885323A1 (en) Cast iron with spherical graphite
EP0272788B1 (en) A method of making wear resistant gray cast iron
RU2011693C1 (en) Wear-resistant cast iron
US2885284A (en) Ferrous alloy
SU1724716A1 (en) Cast iron for metallic forms
SU633919A1 (en) Iron
SU1742348A1 (en) High-duty cast iron
SU910827A1 (en) Cast iron
SU1546511A1 (en) Cast iron
RU2026408C1 (en) Steel
SU1444388A1 (en) Cast iron
RU2241779C1 (en) Rail steel
SU724597A1 (en) Cast iron
SU927860A1 (en) Cast iron composition
SU720045A1 (en) Cast iron
SU633922A1 (en) Steel
SU1479545A1 (en) Reinforcement steel
RU2002848C1 (en) Cast iron
GB2051125A (en) Austenitic Stainless Cast Steel for High-temperature Use
SU960304A1 (en) Foundary iron-based alloy
SU1281600A1 (en) Wear-resistant white cast iron
SU1255659A1 (en) Wear-resistant white iron
SU1235973A1 (en) Cast iron
SU1765239A1 (en) Cast iron
SU1700085A1 (en) Cast iron for thin-wall castings