DE926254C

DE926254C - Cast steel alloy

Info

Publication number: DE926254C
Application number: DEM7277A
Authority: DE
Inventors: Albert Paul Gagnebin; Keith Dwight Millis; Norman Boden Pilling
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1949-10-22
Filing date: 1950-10-21
Publication date: 1955-04-14

Description

Stahlgußlegierung Man hat bisher daran festgehalten, daß zur Herstellung von Gußeisen mit sphärolithischem Graphit ein übereutektischer oder nahezu eutektischer Kohlenstoffgehalt gehört. Schon ;geringe Mengen an Magnesium- oder Cer, z. E. 0,o2 bis o,rOh, begünstigen dann das Entstehen von kugelförmigem Graphit, mit dem sich die Festigkeitseigenschaften des Gußeisens erheblich steigern.Cast steel alloy So far it has been maintained that for production cast iron with spherulitic graphite is hypereutectic or almost eutectic Carbon content heard. Already; small amounts of magnesium or cerium, e.g. E. 0, o2 to o, rOh, then favor the formation of spherical graphite, with which significantly increase the strength properties of the cast iron.

Es ergab sich nun.;, d,aß man auch einen Stahlguß mit wesentlich niedrigerem Kohlenstoffgehalt, der mindestens teilweise als Graphit auftritt, in nicht zu erwartendem Umfang verbessern kann, wenn man ihn mit geringem Anteil .an Magnesium legiert. Ein solcher Stahlguß ist in nachstehender Zusammensetzung Gegenstand der Erfindung: Gesamtkohlenstoff 1,2 bis 1,65 0/0, Graphit in Form von Sphärolithen mindestens 0,35'/0, Silizium 0,5 bis 6%, Mangan o, r bis 2,5%, Magnesium o,o,3 bis 0,5%, Schwefel weniger als o;o2%, Phosphor bis zu 0,5 0%, Rest Eisen.The result was that if a cast steel with a significantly lower carbon content, at least partly in the form of graphite, could be improved to an unexpected extent if it was alloyed with a small amount of magnesium. The invention relates to such a cast steel in the following composition: total carbon 1.2 to 1.65%, graphite in the form of spherulites at least 0.35%, silicon 0.5 to 6%, manganese o, r to 2 , 5%, magnesium o, o, 3 to 0.5%, sulfur less than o; o2%, phosphorus up to 0.5 0%, remainder iron.

Der sphärolithische Stahlguß kann noch bis zu 36% Nickel, bis zu 3:0/a Kupfer, bis zu 2% Chrom und bis zu 2 0% Molybdän enthalten, diese Elemente einzeln oder zu mehreren. Vorzugsweise wird die Legierung so vergossen, daß schon im Gußzustand mindestens 0,35% Kohlenstoff als Graphit aus!gesahieden ist, doch kann man sie in an sich bekannter Weise auch dergestalt abgießen, daß ihr Kohlenstoff ganz oder überwiegend in gebundener Form vorliegt. Der Fertigguß wird dann oberhalb der kritischen Temperatur auf die Abscheidung von mindestens 0,315% Graphit geglüht. Als Beispiel eingr"geeigneten Wärmebehandlung sei eine mindestens 2stündige Erhitzung in einem Bereich von 83i0 bis 95o° C :genannt.The spherulitic cast steel can still contain up to 36% nickel, up to 3: 0 / a Copper, up to 2% chromium and up to 20% molybdenum contain these elements individually or to several. The alloy is preferably cast in such a way that it is already in the cast state at least 0.35% carbon is seen as graphite, but it can be converted into Pour off in a manner known per se in such a way that their carbon is wholly or predominantly in bound form. The finished casting is then above the critical Annealed temperature to the deposition of at least 0.315% graphite. As an an example For a suitable heat treatment, heat for at least 2 hours in one Range from 83i0 to 95o ° C: called.

Der Siliziumgehalt des Stahlgußes soll mindestens 0,6% betragen und vorzugsweise 30/a nicht übersteigen. Die oberste Schwefelgrenze liegt bei 0,02%. Während die Elemente Aluminium und Kalzium in Mengen bis zu o, i bzw. o,oi5 % nicht stören, sind Gehalte an Zinn, Blei, Antimon, Wismut, Arsen, Selen, Tellur und Titan schädlich.The silicon content of the cast steel should be at least 0.6% and preferably not to exceed 30 / a. The uppermost sulfur limit is 0.02%. While the elements aluminum and calcium in amounts up to o, i and o, oi5% are not disturb are contents of tin, lead, antimony, bismuth, arsenic, selenium, tellurium and titanium harmful.

Bei der Herstellung des Stahlgusses wird das Magnesium der Schmelze vorzugsweise in Form einer Legierung zugesetzt, die neben 4 bis 20% Magnesium im Rest einzeln oder zu mehreren die Elemente Nickel, Kupfer, Silizium und Eisen enthalten kann. Ein Impfen. der Schmelze mit Silizium in Form von Ferrosilizium nach der Zugabe des Magnesiums und -vor dem Abguß kann vorteilhaft sein.During the production of the cast steel, the magnesium is used in the melt preferably added in the form of an alloy that contains 4 to 20% magnesium in the The rest, individually or in groups, contain the elements nickel, copper, silicon and iron can. A vaccination. the melt with silicon in the form of ferrosilicon after the addition of magnesium and before casting can be beneficial.

Der sphärolithische Stahlguß nach der Erfindung weist eine außerordentlich günstige Vereinigung hoher Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Bearbeitbarkeit auf. Beispiel i Einem Teil einer Schmelze, die 1,270/a Kohlenstoff, 0,5% Mangan und 1,4% Silizium enthielt, wurde Magnesium in Form einer 95 % Nickel und 50/0 Magnesium enthaltenden Legierung zugesetzt und die Schmelze nach dem Impfen mit 850/aigem Ferrosilizium mit 0,070/0 Magnesium und i,9 % Silizium vergossen. Ein weiterer, nicht mit MagnesiumbehandelterTeil der Schmelze wurde in gleicher Weise geimpft und vergossen. Das Magnesium und sphärolithischen Graphit enthaltende Gußstück hatte eine Zugfestigkeit von 611#:g/mm2 und eine Härte von 334 Brinell, während das magnesiumfreie. Gußstüek eine Zugfestigkeit von nur 45 kg/mm2 und eine Härte von 332. Brinell aufwies. Das magnesiumhaltige Gußstück widerstand einer Querlast von 5 t. Es wies bei der Prüfung mit 30 cm Abstandskerben eine Durchbiegung von 7,5 mm auf. Das magnesiumfreie Gußstück brach unter einer Querlast von nur 3 t. Es hatte eine Durchbiegung von nur 3 mm. DerAufschlagwiderstand des magnesiumhaltigen Gußstückes war etwa dreifach größer als der des magnesiumfreien.The spherulitic cast steel according to the invention has an extremely favorable combination of high strength, wear resistance and machinability. Example i Magnesium in the form of an alloy containing 95% nickel and 50/0 magnesium was added to a part of a melt which contained 1.270% carbon, 0.5% manganese and 1.4% silicon, and the melt, after inoculation, was added with 850% Aigen ferrous silicon with 0.070 / 0 magnesium and 1.9% silicon cast. Another part of the melt which had not been treated with magnesium was inoculated and cast in the same way. The casting containing magnesium and spherulitic graphite had a tensile strength of 611 #: g / mm2 and a hardness of 334 Brinell, while the magnesium-free. Cast iron had a tensile strength of only 45 kg / mm2 and a hardness of 332. Brinell. The magnesium-containing casting withstood a shear load of 5 t. When tested with 30 cm spacer notches, it showed a deflection of 7.5 mm. The magnesium-free casting broke under a shear load of only 3 t. It had a deflection of only 3 mm. The impact resistance of the magnesium-containing casting was about three times greater than that of the magnesium-free casting.

Beispiele Ein Teil einer Schmelze mit 1,5% Kohlenstoff, 0,07% Mangan und 1,3% Silizium wurde mit Magnesium in Farm einer 950/0 Nickel und 5% Magnesium enthaltenden Legierung behandelt und daraufhin geimpft. Dias fertige Gußstück enthielt 0,07% Magnesium, i,&0/0 .Silizium und Graphit in sphäroidischer Form. Ein weiterer, nicht mit Magnesium behandelter Teil dar Schmelze wurde in gleicher Weise geimpft und vergossen. Das magnesiumhaltige Gußstück hatte eine Zugfestigkeit von 6o kg/mm2 und eine Härte von 364 Beinell, das magnesiumfreie Gußstück eine Zugfestigkeit von nur 32 kg/mm2 und eine Härte von 33o Brinell.Examples Part of a melt with 1.5% carbon, 0.07% manganese and 1.3% silicon was made with magnesium in a 950/0 nickel and 5% magnesium farm containing alloy treated and then inoculated. Contained in the finished casting 0.07% magnesium, i, & 0/0 .Silicon and graphite in spherical form. Another, Part of the melt not treated with magnesium was inoculated in the same way and potted. The magnesium-containing casting had a tensile strength of 60 kg / mm2 and a hardness of 364 Beinell, the magnesium-free casting a tensile strength of only 32 kg / mm2 and a hardness of 33o Brinell.

In dem Stahlguß gemäß der Erfindung liegt der sphäroidische Graphit in der Form kleiner, gleichmäßig verteilter Teilchen vor, die den Faserverlauf des Gefüges nicht wesentlich stören und die Festigkeit der Grundmasse nicht beeinträchtigen. Dadurch wird die Verschleißfestigkeit und Bearbeitbarkeit des Gußstückes verbessert.The spheroidal graphite lies in the cast steel according to the invention in the form of small, evenly distributed particles that shape the grain of the Do not significantly disturb the structure and do not impair the strength of the base material. This improves the wear resistance and machinability of the casting.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cast steel, the carbon of which is at least partially precipitated as graphite, characterized by the following composition: total carbon 1.2 to 1.55%, graphite in the form of spherulites at least 0.35%, silicon 0.5 to 6%, manganese o, i to: 2.5%, magnesium 0.03 to 0.50 / 0, sulfur less than 0.02%, phosphorus up to 0.50 / 0, the remainder iron.

2. Stahlgass according to claim i, characterized in that it still contains up to 36% nickel, up to 3% _ Copper, up to 20 / a chromium and up to 2% molybdenum contains these elements individually or to several.

3. A method for producing cast iron according to claims i and 2, characterized in that the alloyed melt, @ if necessary after previous Seeding preferably with silicon; is cast in such a way that in the final cast at least a, 35% graphite precipitated in spherulitic form.

4. Method of manufacture of cast steel according to claims i and 2, characterized in that, ß the melt is cast in a manner known per se in such a way that its carbon is wholly or predominantly in bound form for precipitation and the finished casting above the critical temperature to the deposition of at least 0.350 / 0 graphite annealed will. Printed publications: The new foundry; Technical scientific supplements, No i, Septemper 1949, p.25; Journal of Iron and Steel Institute, 155/1947, March, P. 32.1 ff.