[go: up one dir, main page]

SU1693112A1 - Cast iron - Google Patents

Cast iron Download PDF

Info

Publication number
SU1693112A1
SU1693112A1 SU894729032A SU4729032A SU1693112A1 SU 1693112 A1 SU1693112 A1 SU 1693112A1 SU 894729032 A SU894729032 A SU 894729032A SU 4729032 A SU4729032 A SU 4729032A SU 1693112 A1 SU1693112 A1 SU 1693112A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cast iron
resistance
iron
bismuth
copper
Prior art date
Application number
SU894729032A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Семен Наумович Леках
Виктор Федорович Дурандин
Александр Николаевич Шалай
Леонид Леонидович Счисленок
Владимир Аронович Гольдштейн
Николай Константинович Муханов
Original Assignee
Белорусский Политехнический Институт
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 Белорусский Политехнический Институт filed Critical Белорусский Политехнический Институт
Priority to SU894729032A priority Critical patent/SU1693112A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1693112A1 publication Critical patent/SU1693112A1/en

Links

Landscapes

  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано дл  получени  ответственных литых заготовок. Целью изобретени   вл етс  повышение жидкотекучести, сопротив- л емости задиру при сохранении износостойкости. Предлагаемый чугун содержит , мас.%: углерод 3,2-3,6; кремний 1,8-2,8; марганец 0,5-1,0; хром 0,2-0,35; никель 0,1-0,6; медь 0,55-1,2; ванадий 0,05- 0,2; титан 0,02-0.08; ниобий 0,05-0,2; фосфор 0,25-0,6; барий 0,005-0,02; висмут 0,002-0,015; железо - остальное. Предлагаемый состав целесообразно использовать дл  изготовлени  гильз цилиндров без последующей закалки ТВЧ дл  дизельных двигателей воздушного охлаждени . 2 табл.This invention relates to a foundry, namely, to compositions of high carbon iron alloys, and can be used to produce responsible castings. The aim of the invention is to increase the fluidity, the resistance to tearing, while maintaining wear resistance. The proposed cast iron contains, wt%: carbon 3.2-3.6; silicon 1.8-2.8; manganese 0.5-1.0; chromium 0.2-0.35; nickel 0.1-0.6; copper 0.55-1.2; vanadium 0.05-0.2; titanium 0.02-0.08; niobium 0.05-0.2; phosphorus 0,25-0,6; barium 0.005-0.02; bismuth 0.002-0.015; iron - the rest. The proposed composition is expediently used for the manufacture of cylinder liners without subsequent quenching of high-frequency current for air-cooled diesel engines. 2 tab.

Description

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к составам высокоуглеродистых сплавов железа, и может быть использовано дл  получени  ответственных литых заготовок , например, гильзы цилиндров дизельных двигателей воздушного охлаждени , к материалу которых предъ вл ютс  повышенные требовани  в плане износостойкости , жидкотекучести (так как стенка гильзы цилиндра тонка , ребриста ), сопротивл емости задиру.The invention relates to metallurgy, in particular, to compositions of high carbon iron alloys, and can be used to produce responsible castings, such as cylinder liners of air-cooled diesel engines, the material of which has increased requirements in terms of durability and fluidity (because the wall of the liner cylinder thin, ribbed), resistance to bully.

Цель изобретени  - повышение сопро тивл емости задиру, жидкотекучести и снижение стоимости при сохранении износостойкости .The purpose of the invention is to increase the resistance to tearing, fluidity and cost reduction while maintaining wear resistance.

Указанна  цель достигаетс  тем, что чугун преимущественно дл  гильз цилиндров дизельных двигателей воздушного охлаждени  содержит углерод, кремний, марганец, хром, никель, медь, ванадий, титан, ниобий,This goal is achieved by the fact that cast iron predominantly for cylinder liners of air-cooled diesel engines contains carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, vanadium, titanium, niobium,

фосфор и железо, барий,висмут при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:phosphorus and iron, barium, bismuth in the following ratio of ingredients, wt.%:

УглеродCarbon

КремнийSilicon

МарганецManganese

ХромChromium

НикельNickel

МедьCopper

ВанадийVanadium

ТитанTitanium

НиобийNiobium

ФосфорPhosphorus

БарийBarium

ВисмутBismuth

ЖелезоIron

Совместный ввод бари  и висмута в указанных пределах улучшает сопротивл емость задиру при снижении суммарного износа пары трени  за счет комплексного вли ни  на распределение и размеры включений графита и строение металлической матрицы. В частности обеспечиваетс  измельчение включений графита до 45-90 мкм при одновременном исключении отбела в тонких сечени х, характерных дл  ребристой гильзы цилиндров двигателей воздушного охлаждени . Измельчение эвтектического зерна за счет совместногоThe combined input of barium and bismuth within the specified limits improves the resistance to tearing while reducing the total wear of the friction pair due to the complex effect on the distribution and size of the inclusions of graphite and the structure of the metal matrix. In particular, the grinding of graphite inclusions up to 45-90 µm is provided, while at the same time eliminating churning off in thin sections characteristic of a ribbed cylinder liner of air-cooled engines. Grinding of eutectic grain due to joint

Евода висмута и бари  приводит к улучше- ию строени  фосфидной эвтектики, кото- а  играет важную роль в формировании задиростойкости, износостойкости.Evod bismuth and bari leads to improved phosphide eutectic structure, which plays an important role in the formation of resistance to wear and durability.

Ниобий усиливает стабилизирующее действие таких элементов, как хром, ванадий , титан, а также измен ет морфологию структурносвободных карбидов и фосфидной эвтектики, играющих важную роль в формировании задиростойкости, износостойкости и твердости металлической осно- Ьы.Niobium enhances the stabilizing effect of elements such as chromium, vanadium, titanium, and also changes the morphology of structurally free carbides and phosphide eutectics, which play an important role in the formation of resistance to durability, wear resistance and hardness of the metal base.

Наличие в составе предлагаемого чугуна фосфора в указанных пределах (0,25-0,6 мас.%) приводит к формированию в структуре фосфидной эвтектики в виде разорванной сетки (Фр1,Фр2), повышает кидкотекучесть, твердость.The presence in the composition of the proposed phosphorus pig iron within the specified limits (0.25-0.6 wt.%) Leads to the formation of a phosphide eutectic in the structure in the form of a broken mesh (Fd1, Fd2), increases the fluidity and hardness.

Медь(0,55-1,2%) в предлагаемом составе совместно с никелем устран ет неравномерность свойств по сечени м отливки, улучшает прочностные и технологические Характеристики чугуна. Комплексное легирование суммой ниоби , висмута, фосфора При предлагаемой концентраци.. меди и kpOMa способствует снижению износа | онтртела {кольца) из высокопрочного чугу- а, особенно в присутствии абразивных ча- ртиц, и повышению сопротивл емости задиру. Ванадий, марганец, хром и титан в Указанных пределах, оказыва  эффективное вли ние на первичную кристаллизацию, втектическое и эвтектоидное превращение , способствуют получению чугуна с мелкодисперсной матрицей и равномерно распределенными включени ми графита, что, в свою очередь, обеспечивает снижение Склонности сплава к выкрашиванию струк- typHbix составл ющих в процессе износа.Copper (0.55-1.2%) in the proposed composition, together with nickel, eliminates unevenness of properties over the cross sections of the casting, improves the strength and technological characteristics of cast iron. Complex doping with the sum of niobium, bismuth, phosphorus. With the proposed concentration of .. copper and kpOMa it contributes to the reduction of wear | ring of high-strength cast iron, especially in the presence of abrasive particles, and an increase in the resistance to tearing. Vanadium, manganese, chromium and titanium within the indicated limits, having an effective effect on the primary crystallization, in the vectic and eutectoid transformation, contribute to the production of cast iron with a fine matrix and uniformly distributed inclusions of graphite, which, in turn, reduces the tendency of the alloy to chipping structure - typHbix components in the process of wear.

Нижние пределы по углероду (3,2 мас,%) и кремнию (1,8 мас.%) обусловлены йеобходимостью исключени  структурно- Свободного цементита. Превышение верх- щих пределов концентрации данных Элементов приводит к ухудшению формы, размеров и распределени  графита. Наличие в чугуне марганца ниже 0,5 мас.% не Обеспечивает требуемого упрочнени  матрицы , а при добавках выше 1,0 мае. % увеличиваетс  склонность сплава к усадочным делени м. При концентрации ванади , тита- ма, ниоби  и хрома ниже указанных пределов (0,05; 0,02; 0,05; 0,2 мас.%, соответственно ) в структуре чугуна по вл етс  феррит , существенно снижающий твердость сплава, износостойкость и сопротивл е- мость задиру. Добавки в сплав этих же элементов выше верхних пределов (0,2; 0,08; 0,2; 0,35 мас.% соответственно) резко ухудшают обрабатываемость и кроме того, привод т к удорожанию огливок. Введение хрома более 0,35 мас.% может приводить к выделению эвтектических карбидов, что вызывает уменьшение жидкотекучести и износостойкости . Нижние пределы по никелю 0,1 мас.% и меди 0,55 мас.% выбраны, исхо- 5 д  из получени  равномерной твердости в сечени х отливки. При концентраци х этих элементов выше верхних пределов (0,6 и 1,2 мас.%, соответственно) степень их вли ни  на перлитизацию сплава незначительна и 0 экономически нецелесообразна. При содержании фосфора 0,25-0,6 мас.% в структуре образуетс  равномерно распределенна  эвтектика , существенно вли юща  на достижение поставленной цели. При 5 концентрации фосфора ниже 0,25 мас,% в структуре не образуетс  разорванна  фос- фидна  сетка. Добавка указанного элемента выше Огб мае. % охрупчивает сплав, что приводит к повишенному браку по трещинам. 0 Выбранные пределы содержани  бари  (0,005-0,02 мас.%) и висмута (0,002-0,015 мас.%) обеспечивают за счет эффективного модифицировани  исключение в тонких сечени х отливок из предлагаемого сплава 5 структурно-свободного цементита и измельчени  графита. Указанные элементы благопри тно вли ют на форму и морфологию сло нолегированной фосфидной эвтектики. Оптимальный состав предлагаемого чу- 0 гуна содержит, мас.%:The lower limits for carbon (3.2 wt.%) And silicon (1.8 wt.%) Are due to the need to exclude structural-free cementite. Exceeding the upper limits of the concentration of these Elements leads to a deterioration in the shape, size and distribution of graphite. The presence of manganese in the iron below 0.5 wt.% Does not provide the required strengthening of the matrix, and with additives above 1.0 May. % increases the tendency of the alloy to shrink fission. When the concentration of vanadium, titanium, niobium and chromium is below the specified limits (0.05; 0.02; 0.05; 0.2 wt.%, respectively), the structure of cast iron shows ferrite, which significantly reduces the alloy hardness, wear resistance and tearing resistance. Additions to the alloy of these elements above the upper limits (0.2; 0.08; 0.2; 0.35 wt.%, Respectively) sharply worsen the workability and, moreover, lead to higher prices for the casting. The introduction of chromium more than 0.35 wt.% Can lead to the release of eutectic carbides, which causes a decrease in fluidity and wear resistance. The lower limits for nickel 0.1 wt.% And copper 0.55 wt.% Were selected, based on 5 d from obtaining uniform hardness in the sections of the casting. At concentrations of these elements above the upper limits (0.6 and 1.2 wt.%, Respectively), their degree of influence on the alloy perlitization is insignificant and is not economically viable. When the phosphorus content is 0.25–0.6 wt.%, A uniformly distributed eutectic is formed in the structure, which significantly affects the achievement of the goal. At 5 phosphorus concentrations below 0.25 wt.%, A broken phosphide mesh is not formed in the structure. The addition of the specified element above Ogb May. % embrittlement of the alloy, which leads to cracks in the cracks. 0 The selected limits for the content of barium (0.005-0.02 wt.%) And bismuth (0.002-0.015 wt.%) Ensure, due to effective modification, the elimination in thin sections of castings from the proposed alloy 5 of structural-free cementite and grinding of graphite. These elements favorably influence the shape and morphology of the folded phosphide eutectic. The optimal composition of the proposed chu-0 guna contains, wt%:

углерод3,4;carbon3.4;

кремний2,3;silicon2,3;

марганец0,75;manganese 0.75;

хром0,26;chromium; 0.26;

5 о никель0,35; 5 o nickel; 0.35;

медь0,85;copper 0.85;

ванадий„ 0,12;vanadium 0.12;

титан0,05;titanium 0.05;

барий0,012;barium; 0.012;

0ниобий0,12;0 niobiy0,12;

висмут0,0085;bismuth = 0.0085;

фосфор0,42.phosphorus 0.42.

Пример. Дл  получени  чугуна выплавл ют три состава предлагаемого чугуна 5 на нижней, среднем и верхних пределах, два состава с пределами содержани  ингредиентов ниже нижнего и выше верхнего пределов. Дл  сравнительных испытаний используют известный чугун, содержащий ингредиенты на среднем пределе.Example. In order to obtain cast iron, three compositions of the proposed cast iron 5 are melted at the lower, middle and upper limits, two compositions with the limits of the content of ingredients below the lower and above the upper limits. For comparative tests, renowned cast iron containing ingredients at the middle limit is used.

Плавки провод т в индукционной печи с кислой футеровкой. В качестве шихты используют литейный чугун ЛЗ, стальной лом, ферросплавы марганца, кремни , ванади , титана, хрома, ниоби , фосфора, гранулиро- ванный никель, катодную медь, барийсо- держащую лигатуру (типа Фс65Ва10, 10 мас.% бари ) и лигатуру с висмутом на основе меди (Bi до 10 мае %) Шихту загружают в печь,после расплавлени  и перегрева до 1460°С ввод т ферросплавы в требуемых количествах с учетом степени их усвоени  (марганец, медь, никель, хром, ванадий 85- 95 мас.%, фосфор, титан, ниобий 70-80 мае. %). Перед разливкой жидкий металл об- рабатывают барийсодержащей лигатурой и лигатурой с висмутом на основе меди, усвоение 70-80 мас.%.Melting is carried out in an acid-lined induction furnace. Foundry cast iron LZ, steel scrap, manganese ferroalloys, silicon, vanadium, titanium, chromium, niobium, phosphorus, granulated nickel, cathode copper, barium-containing ligature (such as Fs65Ba10, 10 wt.% Barium) and ligature are used as the charge. with bismuth based on copper (Bi up to 10 May%) The mixture is loaded into the furnace, after melting and overheating to 1460 ° C, ferroalloys are introduced in the required quantities taking into account the degree of their absorption (manganese, copper, nickel, chromium, vanadium 85-95 wt. .%, phosphorus, titanium, niobium 70-80 May.%). Before casting, the liquid metal is treated with a barium-containing ligature and a bismuth-based copper-based ligature, the absorption of 70-80 wt.%.

Чугун заливают в разовые песчаные формы. Из полученных заготовок вырезают образцы шириной 50 мм, длиной 150 мм и толщиной 5 мм дл  испытаний на износ, которые провод т на машине трени  с возвратно-поступательным движением в услови х граничного трени . При испытании примен ют дизельное масло при 400 двойных ходов в минуту. В качестве контртела примен ют высокопрочный чугун марки ВЧ50 (200 НВ). Критерием интенсивности истирани  прин та величина износа, выра- женна  в мг/100 ч. Оценку сопротивл емости задиру предлагаемого сплава провод т на установке, оборудованной специальным приспособлением. Образцы закрепл ют вCast iron is poured into single sand forms. Samples of 50 mm in width, 150 mm in length and 5 mm in thickness were cut from the obtained blanks for wear tests, which were performed on a reciprocating friction machine under boundary friction conditions. When tested, diesel oil is used at 400 double strokes per minute. High-strength cast iron HF50 (200 HB) is used as a counterbody. The criterion for the intensity of abrasion of the accepted amount of wear, expressed in mg / 100 h. The evaluation of the resistance to tearing of the proposed alloy is carried out on an installation equipped with a special device. Samples are fixed in

стальные обоймы и прижимают к рамкам диаметром 40 мм и шириной 20 мм, изготов-steel clips and pressed to the frame with a diameter of 40 mm and a width of 20 mm, made

ленным из стали 45 (твердостью 55 HRc ),steel 45 (hardness 55 HRc),

Перед началом испытаний, которые прово-Before testing, which

д т без применени  смазки, образцы и ро-d t without the use of grease, samples and ro

лики обезжиривают бензином. Скорость вращени  ролика 0,4 м/с, нагружение об-faces degreased with gasoline. Roller rotation speed 0.4 m / s, loading about

разцйв осуществл ют путем увеличени rastsiv carried out by increasing

удельного давлени  ступен ми по 5 МПаspecific pressure in steps of 5 MPa

через каждую минуту. Момент наступлени every minute Moment of onset

задира определ ют по удельной нагрузке, при которой резко увеличиваетс  коэффи-the bully is determined by the specific load at which the coefficient

УглеродCarbon

циент трени . Жидкотекучесть сплава определ ют по спиральной пробе с площадью сечени  40 мм2.friction cycle. The fluidity of the alloy is determined by a spiral sample with a cross-sectional area of 40 mm2.

Химический состав и результаты испытаний сплавов приведены в табл. 1 и 2. Как видно из табл. 1 и 2, введение в состав сплава бари  и висмута позвол ет существенно повысить износостойкость, сопротивление задиру и жидкотекучесть.The chemical composition and results of tests of alloys are given in table. 1 and 2. As can be seen from the table. 1 and 2, the introduction of barium and bismuth into the composition of the alloy allows a significant increase in wear resistance, tearing resistance and fluidity.

Структура предлагаемого сплава перлитна  с равномерно распределенной разорванной сеткой фосфидной эвтектики сложного состава и равномерно распределенных включений графита с размером до 90 мкм.The structure of the proposed pearlite alloy with a uniformly distributed torn mesh of phosphide eutectic of complex composition and uniformly distributed graphite inclusions with a size of up to 90 microns.

Предлагаемый состав целесообразно использовать дл  изготовлени  гильз цилиндров без последующей закалки ТВЧ дл  дизельных двигателей воздушного охлаждени .The proposed composition is expediently used for the manufacture of cylinder liners without subsequent quenching of high-frequency current for air-cooled diesel engines.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Чугун преимущественно дл  гильз цилиндров дизельных двигателей воздушного , охлаждени , содержащий углерод, кремний , марганец, хром, никель, медь, ванадий, титан, ниобий, фосфор и железо, отличающийс  тем, что, с целью повышени  жидкотекучести, сопротивл емости задиру и снижени  стоимости при сохранении износостойкости , он дополнительно содержит барий и висмут при следующем соотношении компонентов, мас.%:Cast iron is predominantly for cylinder liners of air-cooled diesel engines, containing carbon, silicon, manganese, chromium, nickel, copper, vanadium, titanium, niobium, phosphorus and iron, characterized in that, in order to increase fluidity, resistance to tearing and reduce cost while maintaining wear resistance, it additionally contains barium and bismuth in the following ratio of components, wt.%: 3,2-3,6 1,8-2,8 0,5-1,0 0,2-0,35 0,1-0,6 0,55-1.20- 0,05-0,20 0,02-0,08 0,05-0,20 0,25-0,60 0,005-0,020 0,002-0,015 Остальное.3.2-3.6 1.8-2.8 0.5-1.0 0.2-0.35 0.1-0.6 0.55-1.20-0.05-0.20 0, 02-0.08 0.05-0.20 0.25-0.60 0.005-0.020 0.002-0.015 Else. Таблица 1Table 1 k2 51 43 39k2 51 43 39 Продолжение табл.1Continuation of table 1 Таблица 2table 2 390 550 630 660390 550 630 660
SU894729032A 1989-08-08 1989-08-08 Cast iron SU1693112A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894729032A SU1693112A1 (en) 1989-08-08 1989-08-08 Cast iron

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894729032A SU1693112A1 (en) 1989-08-08 1989-08-08 Cast iron

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1693112A1 true SU1693112A1 (en) 1991-11-23

Family

ID=21465778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894729032A SU1693112A1 (en) 1989-08-08 1989-08-08 Cast iron

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1693112A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР Ns 1084331,кл. С 22 С 37/08. 1983. Авторское свидетельство СССР № 1135790, кл. С 22 С 37/08, 1983. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0665068B1 (en) Wear- and seizure-resistant roll for hot rolling
SU1693112A1 (en) Cast iron
US4547221A (en) Abrasion-resistant refrigeration-hardenable ferrous alloy
SU1691419A1 (en) Cast iron
SU1659516A1 (en) Cast iron for engine cylinder liners
SU1627582A1 (en) Cast iron
SU1560606A1 (en) Cast iron for liners of motor cylinders
RU2230817C1 (en) Cast iron
RU2138576C1 (en) cast iron
SU1712450A1 (en) Cast iron
SU1291338A1 (en) Welding wire electrode composition
CN115261705B (en) Preparation method of high-strength high-toughness wear-resistant anti-fatigue steel guide plate
SU1065493A1 (en) Cast iron
SU1661238A1 (en) Cast iron
SU1725757A3 (en) Wear-resistant cast iron
SU1611974A1 (en) Wear-resistant alloy
SU1726547A1 (en) Copper base alloy
SU1444388A1 (en) Cast iron
SU1341234A1 (en) Wear-resistant cast iron
SU1201343A1 (en) Cast iron
SU1154358A1 (en) Cast iron
SU1321767A1 (en) Cast iron for castings
SU1359328A1 (en) High-strength cast iron
SU1366549A1 (en) Antifriction cast iron
SU1700085A1 (en) Cast iron for thin-wall castings