SU1184863A1

SU1184863A1 - Hardener

Info

Publication number: SU1184863A1
Application number: SU843737405A
Authority: SU
Inventors: Aleksandr E Burochkin; Sergej G Mittsev; Viktor R Keller; Boris Kh Khan; Boris P Onishchin; Vadim G Gorenko; Sergej N Primerov; Valerij E Yakovchuk; Oleg M Kovalev; Viktor D Murashov; Vladislav M Sokolov
Original assignee: Inst Litya An Ussr
Priority date: 1984-05-04
Filing date: 1984-05-04
Publication date: 1985-10-15

Description

Изобретение относится к чернойThe invention relates to black

металлургии, в частности к разработ-.metallurgy, in particular to the development.

ке лигатур для получения износостойкого гильзового чугуна.ke ligatures to obtain wear-resistant liner iron.

Целью изобретения является повыше- $ ние прочностных свойств и износостойкости чугуна» " Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в табл» 1 и 2,The aim of the invention is to increase the strength properties and wear resistance of cast iron "" The invention is illustrated by the examples given in Table 1 and 2,

Никель способствует улучшению Ю формы графитовых включений и перлитизации металлической матрицы чугуна» Его положительное влияние начинает проявляться при его содержании в лигатуре в количестве больше 0,6%, 15 При увеличении содержания ".в лигатуре никеля больше 25,0% не наблюдается дальнейшего улучшения микроструктуры и повышения прочностных и анти-, фрикционных свойств чугуна, 20Nickel helps to improve the Yu form of graphite inclusions and perlite the metal matrix of cast iron "Its positive influence begins to manifest itself when it is contained in a ligature in an amount greater than 0.6%, 15 With an increase in the content". In the nickel ligature more than 25.0%, no further improvement of the microstructure and increase the strength and anti-, friction properties of cast iron, 20

Кремний обладает модифицирующим действием на чугун, способствует подавлению образования структурносвободного цементита и улучшает форму графитовых включений, Благоприят- 25 ное влияние кремния на микроструктуру чугуна начинает проявляться при содержании его в лигатуре в количест вах больших 0,7%, При увеличении содержания в лигатуре кремния больше 30 8,0% уменьшается его влияние на форму графитовых включений и свойства чугуна.Silicon has a modifying effect on cast iron, contributes to the suppression of the formation of structurally free cementite and improves the shape of graphite inclusions. The favorable effect of silicon on the microstructure of cast iron begins to manifest itself when its content in ligature is greater than 0.7% in ligature. 30 8.0% decreases its effect on the shape of graphite inclusions and the properties of cast iron.

Ввод в состав лигатуры хрома способствует⁴ перлитизации микроструктуры и повышает дисперсность перлита. Влияние хрома начинает проявляться при его содержании в лигатуре в^- количествах больше 0,3%. При увеличении содержания хрома до количеств, да превышающих 6,0%, в микроструктуре начинает проявляться структурно-свободный цементит и это приводит к уменьшению прочностных, и антифрикционных свойств чугуна. 45Entering chromium ligature into the composition contributes to ⁴ perlitization of the microstructure and increases the dispersity of perlite. The effect of chromium begins to manifest itself when it is contained in a ligature in ^- quantities greater than 0.3%. With an increase in the chromium content to amounts greater than 6.0%, structural-free cementite begins to manifest itself in the microstructure and this leads to a decrease in the strength and antifriction properties of cast iron. 45

Кальций, являясь сильным модификатором, способствует уменьшению размеров, улучшению формы и увеличению количества графитовых включений. Благоприятное влияние кальция 50 на микроструктуру и свойства чугуна проявляется при его содержании .в лигатуре больше 0,05%. Ввод в "состав лигатуры кальция больше 5,2% приводит к ухудшению формы и к уве- 55 личению размеров графитовых включений и снижению прочностных свойств чугуна.Calcium, being a strong modifier, helps reduce the size, improve shape and increase the number of graphite inclusions. The beneficial effect of calcium 50 on the microstructure and properties of cast iron is manifested when it is contained. In the ligature is more than 0.05%. Entering into the composition of the calcium ligature more than 5.2% leads to a deterioration of the shape and to an increase in the size of graphite inclusions and a decrease in the strength properties of cast iron.

Включение в состав лигатуры углерода снижает температуру плавления лигатуры и повышает степень ее усвоения чугуном. Снижение·, температуры плавления лигатуры начинает проявляться при содержании в ней углерода больше 0,5%. При увеличении содержания углерода больше 3,0% в микроструктуре чугуна начинают появляться .крупные графит.овые включения.The inclusion of carbon in the ligature reduces the melting point of the ligature and increases the degree of its absorption by the iron. The decrease in the · melting point of the ligature begins to manifest itself when the carbon content in it is greater than 0.5%. With an increase in the carbon content of more than 3.0%, large graphite inclusions begin to appear in the cast iron microstructure.

Медь в составе лигатуры способствует снижению температуры ее плавления, повышает усвоение, перлитизирует микроструктуру и повышает прочностные и антифрикционные свойства чугуна. Положительное в.пияди^ меди на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при ее содержании в количествах больше 2,0%. При увеличении содержания меди больше 10% в металлической матрице чугуна наблюдается появление ликвации меди, а это приводит к снижению свойств металла.Copper in the composition of the ligature reduces the temperature of its melting, improves absorption, perlitizes the microstructure and increases the strength and antifriction properties of cast iron. The positive copper content of the microstructure and properties of cast iron begins to manifest itself when it is contained in quantities greater than 2.0%. With an increase in the copper content of more than 10%, copper segregation is observed in the metal matrix of the iron, and this leads to a decrease in the properties of the metal.

Ввод в состав лигатуры марганца способствует перлитизации металлической матрицы. Перлитизация микроструктуры и повышение дисперсносI ’Entering manganese into the ligatures contributes to the perlithization of the metal matrix. Perlitization of the microstructure and increasing dispersion I ’

ти перлита наблюдается при повышении содержания марганца больше 1,0%. При увеличении содержания марганца больше 5,0% в микроструктуре появляется структурно-свободный цементит и это приводит к снижению антифрикционных свойств и повышению коэффициента трения.This type of pearlite is observed with an increase in the manganese content of more than 1.0%. With an increase in the manganese content of more than 5.0%, structurally free cementite appears in the microstructure and this leads to a decrease in anti-friction properties and an increase in the friction coefficient.

Ванадий значительно повышает дисперсность перлита и увеличивает прочностные и антифрикционные свойства чугуна. Положительное влияние ванадия начинает проявляться при его содержании в лигатуре больше 0,05%. Увеличение содержания ванадия большей 1,85 приводит к появлению структурно-свободного цементита и уменьшению прочностных свойств чугуна.Vanadium significantly increases the dispersion of perlite and increases the strength and antifriction properties of cast iron. The positive effect of vanadium begins to manifest itself when its content in the ligature is greater than 0.05%. The increase in the content of vanadium greater than 1.85 leads to the appearance of structurally free cementite and a decrease in the strength properties of cast iron.

Ввод в состав лигатуры алюминия способствует повышению степени усвоения лигатуры и повышает ее модифицирующие действия. Влияние алюминия проявляется при его содержании ‘в лигатуре в количествах больше 0,1%. При увеличении содержания алюминия больше 0,6% в микроструктуре чугуна наблюдается увеличение размеров графитовых включений и снижение прочностных свойств чугуна.Entering into the composition of aluminum ligature helps to increase the degree of mastering ligatures and increases its modifying action. The effect of aluminum is manifested when it is ‘in the ligature in quantities greater than 0.1%. With an increase in the aluminum content of more than 0.6% in the microstructure of cast iron, an increase in the size of graphite inclusions and a decrease in the strength properties of cast iron are observed.

33

11848631184863

4four

Титан способствует перлитизации микроструктуры чугуна и его положительное влияние проявляется при его содержании в лигатуре в количествах больше 0,05%. При увеличении со- 5Titanium contributes to the perlitization of the microstructure of cast iron and its positive effect is manifested when its content in the ligature in quantities greater than 0.05%. With an increase of 5

держания титана больше 1,5% в микроструктуре наблюдается рост величины графитовых включений, что отрицательно сказывается на прочностных и антифрикционных свойствах чугуна. Юholding titanium more than 1.5% in the microstructure, an increase in the size of graphite inclusions is observed, which adversely affects the strength and antifriction properties of cast iron. YU

Ввод в состав лигатуры кобальта способствует измельчению первичной структуры чугуна, повышению дисперсности перлита и уменьшению размеров и улучшению формы графитовых включе- 15 ний, что приводит к повышению прочностных и антифрикционных свойств чугуна, положительное влияние кобальта проявляется при его содержании в лигатуре в количестве 0,08%. 20Entering cobalt ligature into the composition contributes to grinding the primary structure of cast iron, increasing the dispersion of perlite and reducing the size and shape of graphite inclusions, which leads to an increase in the strength and antifriction properties of cast iron, the positive effect of cobalt appears when it is present in a ligature of 0.08 % 20

При увеличении его содержания больше 1,2% дальнейшего улучшения микроструктуры и повышения свойств чугуна не происходит.With an increase in its content of more than 1.2%, there is no further improvement in the microstructure and enhancement of the properties of cast iron.

Ввод азота в состав лигатуры 25Enter nitrogen in the composition of the ligature 25

способствует измельчению графитовых включений и повышению микротвердости перлита чугуна, что приводит к повышению износостойкости и уменьшает коэффициент трения ме- зо талла. Влияние азота на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при его содержании в лигатуре в количествах больших 0,012%. При увеличении содержания азота больше 0,08% в микроструктуре появляется структурно-свободный цементит, а это приводит к снижению прочностных и антифрикционных свойств чугуна. )it contributes to the grinding of graphite inclusions and the increase in the microhardness of the iron pearlite, which leads to an increase in wear resistance and reduces the coefficient of friction of the metal. The effect of nitrogen on the microstructure and properties of cast iron begins to manifest itself when it is contained in the ligature in quantities of large 0.012%. With an increase in nitrogen content of more than 0.08%, structural-free cementite appears in the microstructure, and this leads to a decrease in the strength and antifriction properties of cast iron. )

Основой лигатуры является железо, которое входит в сплав благодаря специфике технологии его получения и количество которого зависит от химического состава шихты.The basis of the ligature is iron, which is included in the alloy due to the specifics of its production technology and the amount of which depends on the chemical composition of the charge.

Составы лигатур приведены в табл.1, где составы лигатуры 1 и 2 соответствуют сплаву-прототипу, лигатура 3. содержит меньше азота, лигатура 9 больше кобальта и азота, чем предусмотрено составом предложенного сплава, а лигатуры 4-8 соответствуют по составу предложенному сплаву.The compositions of the ligatures are given in Table 1, where the compositions of the ligature 1 and 2 correspond to the prototype alloy, ligature 3. contains less nitrogen, ligature 9 contains more cobalt and nitrogen than provided for by the composition of the proposed alloy, and ligatures 4-8 correspond to the composition of the proposed alloy.

Полученные дачные по исследованию физико-механических свойств чугуна, полученного с использованием исследуемых лигатур, приведены в табл. 2.The obtained dacha for the study of physical and mechanical properties of cast iron, obtained using the investigated ligatures, are given in table. 2

Из данных табл. 2 видно, что по сравнению с лигатурой-прототипом использование лигатуры предлагаемого состава позволяет получить повышение предела прочности при растяжении с 275-283 до 298-326 МПа, предела прочности при сжатии с 1024-1047 до 1088— 1154 МПа, стрелы изгиба с 3,0-3,1 до 3,2-3,4 мм, модуля упругости с 12900-12950 до 13150-13400 кгс/мм², твердости по Бринелю (НВ) с 267-270 до 272-283 кгс/мм² и относительной износостойкости с 1,00-1,06 до 1,26—From the data table. 2 shows that in comparison with the prototype ligature, using the ligature of the proposed composition allows to obtain an increase in tensile strength from 275-283 to 298-326 MPa, compressive strength from 1024-1047 to 1088— 1154 MPa, bending arrows from 3, 0-3.1 to 3.2-3.4 mm, elastic modulus from 12900-12950 to 13150-13400 kgf / mm ² , Brinell hardness (HB) from 267-270 to 272-283 kgf / mm ² and relative wear resistance from 1.00-1.06 to 1.26—

1,34 и уменьшение коэффициента трения без смазки с 0,22-0,23 до 0,19-0,20 и со смазкой с 0,09-0,10 до 0,07-0,08.1.34 and the reduction of friction coefficient without lubrication from 0.22-0.23 to 0.19-0.20 and with lubrication from 0.09-0.10 to 0.07-0.08.

Такое повышение прочностных и антифрикционных свойств чугуна при использовании лигатуры предлагаемого состава обуславливается уменьшением среднего размера графитовых включений с 170-180 до 140-155 мкм и повышении дисперсности перлита на 10-15%.Such an increase in the strength and antifriction properties of cast iron using the ligature of the proposed composition is caused by a decrease in the average size of graphite inclusions from 170-180 to 140-155 microns and an increase in the dispersity of perlite by 10-15%.

5five

11848631184863

66

00 0000 00

1ГИ1GI

40 г»40 g "

•О 00• O 00

00 чО00 chO

о оoh oh

СП ЪчSP h

-3· <ί-3 · <ί

СПSP

<Г СП<R SP

— чО- cho

40 сП40 cP

гм инum in

«О 00“O 00

* * СП см* SP * cm

гСМfuels and lubricants

соwith

смcm

4040

<β<β

&&

нn

<β 1 и<β 1 and

смcm

сгчsgch

смcm

00 СМ00 CM

гп инgp in

* * С СП* * With SP

40 · θ'40 · θ '

гм смum see

* * 04 ' «о* * 04 '"about

•о•about

0000

спcn

4040

г* g * СМ CM 04 04 40 40 СП SP СП SP Τ- Τ- *— * - Ό Ό см cm со with 00 00 О ABOUT Ο Ο О ABOUT О ABOUT о about о about о about О ABOUT о about о about о about о about о about о about

гмum

ОABOUT

σ\σ \

оabout

очoch

СПSP

оabout

II

смcm

соwith

оabout

СП Гм <·SP Um <·

СМ Щ 00SM Sch 00

» * «к"*" To

ОООLtd

смcm

соwith

смcm

1Л <Г Η·1Л <Г Η ·

иН О ·- см гп см о о о оIN O · - see gp see about about about

00 Г* СП см00 G * SP cm

чО ··— СМ СМCHO ·· - SM CM

ооооо-оoooo-o

ин чО оч ин со <п 04 00 <М <М о о <гin CHO Pts Ying so <p 04 00 <M <M o o <g

* ******* ******

с — о о о *σ>с - о о о * σ>

0000

оabout

спcn

соwith

смcm

г*·g * ·

соwith

4040

0404

оabout

4040

инin

**

оabout

смcm

инin

СПSP

г**g **

инin

«"

0000

СПSP

со *- СП СПwith * - joint venture

О 40 ин о, О ОчO 40 in o o o o

************

О С" 00 04 СМAbout With "00 04 CM

СПSP

**

смcm

ο 04 ин мгο 04 in mg

* ' * * ** '* * *

СП о о оSP about about about

00-4¹ ин 0400-4 ¹ John 04

СМ ин СМ о ОSM in SM o O

* * * * ** * * * *

»» , см ин о О», See in about o

смcm

г*g *

**

4040

СМ СП <Г Ш ОSM SP <G of W

* * * СП Ό· . 40* * * SP Ό ·. 40

оabout

г*g *

о*about*

СПSP

соwith

**

СПSP

оabout

ОхOh

О *“ABOUT *"

* ** *

00 см00 cm

«О СМ Ό"About SM Ό

ГМ сп о Ό оGm sp o Ό o

***** О» ин >о см ин***** About »in> about see in

«о ин 40“About in 40

ГМ воGM in

смcm

4040

инin

19,17 6,6519.17 6.65

0404

7 11848637 1184863

8eight

СП SP ем eat О ABOUT о about о about σ» σ " ем eat ем eat <ем <eat «м "M гм um <М <M ем eat А BUT А BUT * * * * • • « " • • А BUT о about О’ ABOUT' О ABOUT о about О ABOUT о about О ABOUT о about ’ О ' ABOUT

·» · " л l ф f мг mg ** ** Ф F ф f СП SP я I «0 ем “0 eat со см with cm .*» η . * " η ем «*» eat "*" я I «* <п "* <n ем СП eat SP 8 eight А BUT А BUT А BUT А» BUT" А BUT <к <k А BUT 1 one *· ем * · eat с* ем with* eat ео - ем by him я I ем <*» eat <* " σι ем σι eat 8 eight ем л eat l Я I ·» · " ем eat СП SP • ф • f ш sh Ф F г* g * 00 00

Claims

LIGATOR containing chromium, manganese, vanadium, silicon, aluminum, carbon, copper, titanium, calcium, nickel, iron, 0.36-6.0

0.1-5.0

0.05-1.85

0.7-8.0

0.1-0.6

0.3-3.0

2-10

0.05-1.50

0.05-5.20

6-25

0.08-1.20

0,012-0,080

Rest

with the fact that, in order to increase the strength properties and wear resistance of cast iron, it additionally contains cobalt and nitrogen in the following ratio of components, wt.2:

Chromium

Manganese Vanadium Silicon Aluminum Carbon Copper Titanium Calcium Nickel Cobalt Nitrogen Iron

but

1184863

one

1184863 2