SU1659516A1 - Cast iron for engine cylinder liners - Google Patents
Cast iron for engine cylinder liners Download PDFInfo
- Publication number
- SU1659516A1 SU1659516A1 SU894732574A SU4732574A SU1659516A1 SU 1659516 A1 SU1659516 A1 SU 1659516A1 SU 894732574 A SU894732574 A SU 894732574A SU 4732574 A SU4732574 A SU 4732574A SU 1659516 A1 SU1659516 A1 SU 1659516A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- chromium
- cylinder liners
- fluidity
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 6
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- -1 Carbon Silicon Manganese Chromium Nickel Vanadium Chemical compound 0.000 claims 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 8
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 6
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при производстве гильз цилиндров двигателей. Цель изобретени - улучшение жидкотекучести, снижение себестоимости при сохранении уровн износостойкости и механических свойств. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: С 3,1- 3,6: Si 2-2.8; Mr 0,6-1; Cr 0,1-0.38; N1 0,1- 0,6; V 0,05-0,2; Си 0,3-1; Ti 0,03-0,1; Ва 0,003-0,01; Nb 0.02-0,1; Р 0,61-0,9; РЗМ 0,005-0,02; Fe остальное. Изменение соотношени хрома и фосфора в чугуне предлагаемого состава позвол ет повысить жидкотекучесть в 1,03-1,12 раза, а также снизить себестоимость, 2 табл.The invention relates to metallurgy and can be used in the manufacture of cylinder liners for engines. The purpose of the invention is to improve the fluidity, cost reduction while maintaining the level of wear resistance and mechanical properties. New cast iron contains components in the following ratio, wt.%: C 3.1- 3.6: Si 2-2.8; Mr 0.6-1; Cr 0.1-0.38; N1 0.1-0.6; V 0.05-0.2; Si 0.3-1; Ti 0.03-0.1; Ba 0.003-0.01; Nb 0.02-0.1; P 0.61-0.9; REM 0.005-0.02; Fe rest. The change in the ratio of chromium and phosphorus in the iron of the proposed composition makes it possible to increase the fluidity by 1.03-1.12 times, as well as to reduce the cost, table 2.
Description
&&
(Ј(
Изобретение относитс к металлургии, в частности к разработке составов чугуна дл гильз цилиндров двигателей.The invention relates to metallurgy, in particular to the development of cast iron compositions for engine cylinder liners.
Цель изобретени - улучшение жидко- текучести, снижение себестоимости при сохранении уровн износостойкости и механических свойств.The purpose of the invention is to improve the fluidity, cost reduction while maintaining the level of wear resistance and mechanical properties.
Выбор граничных пределов содержани компонентов в чугуне предлагаемого состава обусловлен следующим.The choice of the boundary limits of the content of components in the pig iron of the proposed composition is due to the following.
Наличие в составе предлагаемого чугуна фосфора и хрома в указанных пределах позвол ет повысить жидкотекучесть чугуна,, сохранив эксплуатационные (суммарный износ пары гильза-поршневое кольцо) и механические характеристики при одновременном снижении себестоимости.The presence of phosphorus and chromium in the composition of the proposed iron within the specified limits allows to increase the fluidity of the iron, while maintaining operational (total wear of the liner-piston ring pair) and mechanical characteristics while reducing costs.
Комплексное легирование ниобием, хромом, фосфором при наличии в указанных концентраци х меди и никел способствует снижению износа контртела (кольца) из высокопрочного чугуна, особенно в присутствии абразивных частиц.The complex doping with niobium, chromium, phosphorus in the presence of copper and nickel in the indicated concentrations helps to reduce the wear of the counterbody (ring) of high-strength cast iron, especially in the presence of abrasive particles.
Совместное графитизирующее модифицирование предлагаемого чугуна барием и РЗМ цериевой группы исключает отбел в тонких сечени х отливок, измельчает эвтектическое зерно и приводит к более равномерному распределению включений фосфидной эвтектики в металлической матрице .The joint graphitizing modification of the proposed iron with barium and rare-earth metals of the cerium group eliminates chilling in thin sections of castings, crushes the eutectic grain and leads to a more uniform distribution of the phosphide eutectic inclusions in the metal matrix.
Выбранные пределы содержани углерода (3,1-3,6%), кремни (2,0-2.8%) в предлагаемом сплаве обеспечивают хорошие литейные и технологические свойства.The selected limits of carbon content (3.1–3.6%), silicon (2.0–2.8%) in the proposed alloy provide good casting and technological properties.
Нижние пределы по углероду и кремнию обусловлены необходимостью исключени образовани структурно-свободного цементита. Превышение верхних пределов концентрации данных элементов приводит к ухудшению формы, размеров и распределени графита. Наличи в чугунеThe lower limits for carbon and silicon are due to the need to eliminate the formation of structurally free cementite. Exceeding the upper limits of the concentration of these elements leads to a deterioration in the shape, size and distribution of graphite. Available in cast iron
О CJAbout CJ
а but
аbut
марганца ниже 0,6% не обеспечивает требуемого упрочнени матрицы, а при добавках его свыше 1,0% увеличиваетс склонность сплава к усадочным влением. При концентрации ванади , ниоби , хрома и титана ниже указанных пределов (0,05, 0,02, 0,1, 0,03% соответственно) в структуре чугуна по вл етс феррит, существенно снижающий твердость сплава. Добавки в сплав этих же элементов выше верхних пределов (0,2, 0,1, 0,38 и 0,1 % соответственно) резко ухудшают его обрабатываемость и, кроме того, привод т к удорожанию отливок.manganese below 0.6% does not provide the required hardening of the matrix, and with its addition over 1.0% it increases the tendency of the alloy to shrink. At concentrations of vanadium, niobium, chromium and titanium below the specified limits (0.05, 0.02, 0.1, 0.03%, respectively), ferrite appears in the cast iron structure, significantly reducing the alloy hardness. Additions to the alloy of these elements above the upper limits (0.2, 0.1, 0.38 and 0.1%, respectively) sharply impair its workability and, moreover, lead to an increase in the cost of castings.
Введение хрома более 0,38% может привести к выделению эвтектических карбидов , что вызывает уменьшение жидкоте- кучести и износостойкости чугуна. Нижние пределы по никелю (0,1%) и меди (0,3%) выбраны исход из получени равномерной твердости в сечени х отливки. При концентраци х этих элементов выше верхнего предела (0,6 и 1,0% соответственно) степень их вли ни на перлитизацию сплава незначительна, кроме того, это экономически нецелесообразно. При содержании фосфора 0,61-0,9% в структуре образуетс равномерно распределенна эвтектика , существенно вли юща на жидко- текучесть и на характер и величину суммарного износа пары трени . При концентрации фосфора ниже 0,61 % в структуре не образуетс разорванна фосфидна сетка . Добавки данного элемента выше 0,9% увеличивают пористость чугуна и ухудшают прочностные характеристики. Выбранные пределы содержани бари (0,005-0,07%) и РЗМ (0,005-0,02%) обеспечивают за счет эффективного графитизирующего модифицировани исключение в тонких чугунах отливок из предлагаемого сплава структурно-свободного цементита, резко ухудшающего его обрабатываемость. Указанные элементы благопри тно вли ют на форму и морфологию сложнолегированной фосфид- ной эвтектики. Оптимальный состав предлагаемого чугуна содержит, %: углерод 3,4; кремний 2,4; марганец 0,8; хром 0,25; никель 0,35; ванадий 0,12: медь 0,7; титан 0,06; барий 0,007; ниобий 0,06; фосфор 0,75; РЗМ 0,01. Механические свойства в стандартных образцах (предел прочности на разрыв) более 230 МПа, НВ 240-290, жидкотекучесть 560-610 мм.The introduction of chromium more than 0.38% can lead to the release of eutectic carbides, which causes a decrease in fluidity and wear resistance of cast iron. The lower limits for nickel (0.1%) and copper (0.3%) were chosen on the basis of obtaining uniform hardness in the sections of the casting. At concentrations of these elements above the upper limit (0.6 and 1.0%, respectively), the degree of their influence on the alloy perlithization is insignificant; moreover, it is not economically feasible. When the phosphorus content is 0.61–0.9%, a uniformly distributed eutectic is formed in the structure, which significantly affects the fluidity and the nature and size of the total wear of the friction pair. At a phosphorus concentration below 0.61%, a broken phosphide network is not formed in the structure. Additives of this element above 0.9% increase the porosity of cast iron and impair the strength characteristics. The selected limits of the content of barium (0.005-0.07%) and REM (0.005-0.02%) ensure, due to effective graphitizing modification, the elimination in thin cast iron of castings from the proposed alloy of structural-free cementite, which sharply impairs its workability. These elements favorably influence the shape and morphology of complex-alloyed phosphide eutectics. The optimal composition of the proposed iron contains,%: carbon 3,4; silicon 2.4; manganese 0.8; chromium 0.25; Nickel 0.35; vanadium 0.12: copper 0.7; titanium 0.06; barium 0.007; niobium 0.06; phosphorus 0.75; REM 0.01. Mechanical properties in standard samples (tensile strength) more than 230 MPa, HB 240-290, fluidity 560-610 mm.
Пример. Выплавлены три состава предлагаемого чугуна. Дл сравнительных испытаний использован известный чугун, содержащий ингредиенты на среднем уровне .Example. Melted three composition of the proposed iron. For comparative tests, a well-known cast iron was used, containing medium-level ingredients.
. Выплавку чугуна провод т в индукционной печи с кислой футеровкой. В качестве. The iron smelting is carried out in an acid-lined induction furnace. As
шихтовых материалов используют: литейный чугун ЛЗ, стальной лом, ферросплавы марганца, кремни , ванади , титана, хрома, ниоби , фосфора, гранулированный никель,Charge materials are used: foundry iron LZ, steel scrap, ferroalloys of manganese, silicon, vanadium, titanium, chromium, niobium, phosphorus, granulated nickel,
катодную медь, РЗМ и барийсодержащие лигатуры типа ФС65БаЮ (10% бари ) и ФСЗОРЗМЗО (30% РЗМ) соответственно. Шихту загружают в печь после расплавлени и перегрева до 1460°С, ввод т ферро0 сплавы в требуемых количествах с учетом степени их усвоени (марганец, никель, ванадий , медь, хром - 85-95%, фосфор, титан , ниобий - 70-80%). Перед разливкой жидкий металл обрабатывают РЗМ и ба5 рийсодержащей лигатурой (усвоение 70- 80%). Чугун заливают в разовые песчаные формы. Из полученных заготовок вырезают образцы наружным диаметром 26 мм и высотой 10 мм дл испытаний на износ, кото0 рые провод т на машине трени типа МТ-2 в услови х граничной смазки и с подачей абразивных частиц (кварцевой пыли) при удельной нагрузке на образец 20 МПа и скорости скольжени 5 м/с. В качестве контртела примен ют высокопрочный чугун ВЧ50. Суммарный износ оценивают в граммах . Врем испытаний составл ет до 25 ч. Жидкотекучесть определ ют по спиральной пробе с площадью сечени 40 мм2.cathode copper, rare-earth metals and barium-containing ligatures of the type FS65BuU (10% barium) and FSZORMZOZO (30% REM), respectively. The charge is loaded into the furnace after melting and overheating up to 1460 ° C, ferroalloys are introduced in the required quantities taking into account the degree of their assimilation (manganese, nickel, vanadium, copper, chromium - 85-95%, phosphorus, titanium, niobium - 70-80 %). Before pouring, the liquid metal is treated with rare-earth metals and barium-containing ligature (assimilation of 70–80%). Cast iron is poured into single sand forms. Samples of the obtained blanks are cut out with an outer diameter of 26 mm and a height of 10 mm for wear tests, which are carried out on an MT-2 type friction machine under conditions of boundary lubrication and with the supply of abrasive particles (quartz dust) at a specific load on the sample of 20 MPa and sliding speeds of 5 m / s. High-strength cast iron HF50 is used as a counterbody. Total wear is estimated in grams. The test time is up to 25 hours. The fluidity is determined by a spiral sample with a cross-sectional area of 40 mm2.
0 Химический состав и результаты испытаний чугунов приведены в табл. 1 и 2. Как видно из табл. 1 и 2, изменение пределов содержани хрома, фосфора позвол ет повысить жидкотекучесть расплава, снизить0 The chemical composition and test results of iron are given in table. 1 and 2. As can be seen from the table. 1 and 2, a change in the limits of chromium and phosphorus content allows to increase the fluidity of the melt, reduce
5 себестоимость при сохранении эксплуатационных и механических характеристик.5 cost while maintaining operational and mechanical characteristics.
Структура предлагаемого чугуна перлитна с равномерно распределенной разорванной сеткой фосфидной эвтектикиThe structure of the proposed iron is pearlite with a uniformly distributed torn mesh of phosphide eutectic.
0 сложного состава и равномерно распределенными включени ми графита.0 of complex composition and uniformly distributed inclusions of graphite.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894732574A SU1659516A1 (en) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | Cast iron for engine cylinder liners |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU894732574A SU1659516A1 (en) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | Cast iron for engine cylinder liners |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1659516A1 true SU1659516A1 (en) | 1991-06-30 |
Family
ID=21467443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU894732574A SU1659516A1 (en) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | Cast iron for engine cylinder liners |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1659516A1 (en) |
-
1989
- 1989-07-10 SU SU894732574A patent/SU1659516A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 707987, кл. С 22 С 37/08, 1977. Авторское свидетельство СССР № 1560606, кл. С 22 С 37/06, 1987. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU1659516A1 (en) | Cast iron for engine cylinder liners | |
| RU2234553C1 (en) | Abrasion-resistant cast iron | |
| SU1560606A1 (en) | Cast iron for liners of motor cylinders | |
| SU1693112A1 (en) | Cast iron | |
| RU2109837C1 (en) | Alloy based on iron-carbon system for casting of wear-resistance articles and method of alloy production | |
| RU2230817C1 (en) | Cast iron | |
| SU1627582A1 (en) | Cast iron | |
| RU2138576C1 (en) | cast iron | |
| SU1712450A1 (en) | Cast iron | |
| SU1546511A1 (en) | Cast iron | |
| SU1611972A1 (en) | Cast iron | |
| SU1201343A1 (en) | Cast iron | |
| SU1723180A1 (en) | Cast iron | |
| SU1571097A1 (en) | Wear-resistant cast iron | |
| SU1656005A1 (en) | Cast iron | |
| SU1581768A1 (en) | High-strength cast iron | |
| SU1421795A1 (en) | Iron | |
| SU1752819A1 (en) | Antifriction cast iron | |
| SU1661238A1 (en) | Cast iron | |
| SU1502649A1 (en) | Ligature for cast iron | |
| SU1323227A1 (en) | Method of producing castings | |
| SU1444388A1 (en) | Cast iron | |
| RU2037551C1 (en) | Pig iron | |
| SU1611974A1 (en) | Wear-resistant alloy | |
| RU2017578C1 (en) | Method of manufacture of castings from high-chromium cast iron |