SU1740480A1 - Высокопрочный чугун - Google Patents
Высокопрочный чугун Download PDFInfo
- Publication number
- SU1740480A1 SU1740480A1 SU904851174A SU4851174A SU1740480A1 SU 1740480 A1 SU1740480 A1 SU 1740480A1 SU 904851174 A SU904851174 A SU 904851174A SU 4851174 A SU4851174 A SU 4851174A SU 1740480 A1 SU1740480 A1 SU 1740480A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- cast iron
- iron
- antimony
- magnesium
- zirconium
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 20
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 8
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- -1 yttrium nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 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 2
- AJXBBNUQVRZRCZ-UHFFFAOYSA-N azanylidyneyttrium Chemical compound [Y]#N AJXBBNUQVRZRCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 abstract description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000628 Ferrovanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000720 Silicomanganese Inorganic materials 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N iron vanadium Chemical compound [V].[Fe] PNXOJQQRXBVKEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000000051 modifying effect Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005382 thermal cycling Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 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, в частности к составам высокопрочных чугу- нов дл ответственных машиностроительных отливок, работающих в услови х сухого трени и ударных нагрузок. Цель - повышение эксплуатационных свойств. Высокопрочный чугун дополнительно содержит ниобий, цирконий, нитриды иттри , магний и сурьму при следующем соотношении компонентов , мас.%: углерод 3,6-4,3, кремний 1,2-2,6, марганец 0,8-1,5, хром 0,02-0,07, алюминий 0,05-0,25, ванадий 0,05-0,15, РЗМ 0,02-0,08, титан 0,015-0,05, медь 0,9- 1,4, ниобий 0,42-0,85, нитриды иттри 0,05- 0,25, кальций 0,03-0,07, магний 0,05-0,12, цирконий 0,06-0,13, сурьма 0,007-0,02; железо остальное. 2 табл.
Description
(Л
С
Изобретение относитс к металлургии, в частности к составам высокопрочных чугу- нов дл ответственных машиностроительных отливок, работающих R услови х трени и ударных нагрузок.
Известен высокопрочный чугун, содержащий , мас.%:
Углерод3,5-4,0
Кремний2,25-5,0
Марганец0,4-1,5
Хром0,25-2,0
Медь0,75-1,0
Магний0,01-0,04
ЖелезоОстальное
Чугун в качестве технологических примесей может содержать, мае %: фосфор до 0,2; никель до 0,5; сера до 0,02. Этот чугун содержит до 20% эвтектического цементита , снижающего эксплуатационную стойкость в услови х ударных нагрузок.
Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому эффекту вл етс износостойкий высокопрочный чугун следующего химического состава, мас.%:
Углерод
Кремний
Марганец
Хром
Ванадий
Редкоземельные металлы
Кальций
Титан
Алюминий
Медь
Железо
Удароустойчивость
2,6-3,6 1,0-2,0 0,5-1,0 0,2-1,0 0,10-0,25
0,02-0,15 0,03-0,30 0,15-0,40 0,10-0,30 0,6-1,4 Остальное чугуна
847-990,
,2
а
износ в абразивной среде 160-190 мг/м -ч. Долговечность работы чугуна в услови х сухого трени недостаточна и не превышает 620 ч, а износ в режиме сухого трени 60- 110 мг/м2 -ч. Стойкость чугуна против растрескивани 80-120 цикл.
vj Ј О 00
о
Цель изобретени - повышение эксплуатационной стойкости.
Высокопрочный чугун, содержащий углерод , кремний, марганец, хром, ванадий, титан, медь, алюминий, РЗМ, кальций и железо , дополнительно содержит ниобий, цирконий , нитриды иттри , магний и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Углерод3,6-4,3
Кремний1,2-2,6
Марганец0,8-1,5
Хром0,02-0,07
Ванадий0,05-0,15
Алюминий0,05-0,25
Редкоземельные металлы 0 ,02-0,08 Титан0,015-0,05 Медь 0,9-1,4 Ниобий 0,42-0,85 Цирконий 0,06-0,13 Нитриды иттри 0,05-0,25 Кальций 0,03-0,07 Магний 0,05-0,12 Сурьма 0,007-0,02 ЖелезоОстальное Дополнительное введени ниоби обусловлено его положительным вли нием на упругопластические свойства и в зкость разружени , что повышает долговечность работы в услови х сухого трени . При его концентрации до 0,42 мас.% вли ние на упругопластические и эксплуатационные свойства недостаточно, а при увеличении содержани ниоби более 0,85 мае. % усиливаютс ликвационные процессы, снижаетс стойкость против растрескивани и ухудшаютс эксплуатационные свойства.
Редкоземельные металлы (0,02- 0,08 мас.%) и магний (0,05-0,12 мас.%) улучшают форму графита и повышают прочностные и эксплуатационные свойства. При концентрации их менее нижних пределов модифицирующий эффект недостаточен , а при увеличении их концентраций более верхних пределов повышаетс угар и наличие неметаллических включений, что снижает прочностные и эксплуатационные свойства чугуна.
Хром и ванадий увеличивают отбел, снижают упругопластические свойства при концентрации более верхних пределов, поэтому их концентраци в сравнении с известным чугуном снижена. При концентрации их менее нижних пределов износостойкость , прочность и эксплуатационные свойства чугуна недостаточны. Титан при концентрации более 0,05 мас.% ухудшает форму графита, снижает стабильность структуры и эксплуатационных свойств, поэтому его концентраци в предложенном чугуне снижена.
Нитриды иттри измельчают структуру чугуна, стабилизируют процесс модифицировани и повышают износостойкость, динамическую прочность и эксплуатационные свойства. При их содержании до 0,05 мас.% измельчение структуры и повышение эксплуатационных свойств недостаточно, а
0 верхний их предел обусловлен увеличением угара и сйижением стабильности пластических и эксплуатационных свойств.
Марганец (0,8-1,5 мас.%) и алюминий (0,05-0,25 мас.%) оказывают раскисл ющее
5 и микролегирующее вли ние, повыша стойкость против растрескивани , износостойкость и эксплуатационные свойства. Их раскисл ющее вли ние усиливаетс при введении в чугун кальци в количестве
0 0,03-0,07 мас.%. Верхние пределы концентрации кальци и алюмини снижены до пределов, при которых не ухудшаетс стабильность и однородность структуры и повышаютс пластические и эксплуатаци5 онные свойства.
Введение сурьмы обусловлено ее способностью очищать границы зерен, повышать износостойкость и эксплуатационную стойкость. Вли ние сурьмы на износостой0 кость и долговечность работы начинает сказыватьс с концентрации 0,007 мас.%. Верхний предел обусловлен снижением в зкости разрушени , термостойкости и динамической прочности при более высоких
5 концентраци х.
Содержание основных графитизирую- щих компонентов (кремний 1,2-2,6 мас.%, углерод 3,6-4,3 мас.% и медь 0,9-1,4 мас.%) прин то в пределах, обеспечиваю0 щих достаточно дисперсную и стабильную структуру, обеспечивающую повышение износостойкости , пластических и эксплуатационных свойств. При увеличении их концентрации выше верхних пределов ук5 рупн етс структура, снижаютс упругопластические и эксплуатационные свойства чугуна, а при концентрации менее нижних пределов усиливаетс отбел, снижаютс характеристики стойкости против растрески0 вани и эксплуатационных свойств.
Пример. Выплавку чугунов производ т дуплекс-процессом вагранка - открыта индукционна печь. Способ производства чугуна включает выплавку высокоуглероди5 стого расплава в вагранке с температурой 1380-1400°С с использованием шихты из перельных рафинированных чугунов марок ПВК1 и ПВК2, лома чугунного 17А, литейных чугунов Л1 и /12, силикомарганца СМ17, феррованади Вд2, ферросиликохрома
ФСХ40, ферромарганца доменного и фер- росиликоциркони ФСЦрМрЗО. В индукционной печи расплав перегревают до 1430-1460°С и рафинируют. Затем присаживают ферросиликониобий ФСНб20ТиЮ, медь М1, силикокальций ФСК15А11 и сурьму СуЗ. Модифицирование чугуна ферроси- ликоалюминокальцием с РЗМ ФСАКР20, магниевой лигатурой ЖКМК-6 и ферросилицием производ т в литейных ковшах, присажива их в пакетах в измельченном виде до фракции 0,05-2,0 мм вместе с порошковыми нитридами иттри ИтМ-2Н при выпуске расплава из печи в ковш. Температура металла перед выпуском из электропечи 1400- 1430°С.
Результаты модифицировани чугуна контролируют путем отбора проб из каждого ковша до заливки в литейные формы в соответствии с методикой по РТМ МТ 20-2- 85.
В табл. 1 приведены химические составы чугунов опытных плавок.
Провод т определение структуры чугунов и механические и эксплуатационные свойства на технологических пробах. Долговечность работы высокопрочных чугунов производ т на цилиндрических образцах в услови х сухого трени и ударных нагрузок при энергии удара 0,85 Дж. Термическую стойкость определ ют в услови х термоцик- лировани по режиму 20-1000°С.
В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов после нормализации с нагревом до температур выше критических (860-930°С) и последующим охлаждением на спокойном воздухе.
Как видно из табл. 2, предложенный чугун обладает более высокими механически0
ми и эксплуатационными свойствами, чем известный.
Экономический эффект от использовани предложенного чугуна дл изготовлени износостойких отливок составит до 40 руб на 1 т годного лить . При этом повышаетс долговечность и надежность работы в услови х сухого трени и ударных нагрузок.
Claims (1)
- Формула изобретениВысокопрочный чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, алю- миний, ванадий, редкоземельные металлы , титан, медь, кальций и железо, отличающийс тем, что, с целью повышени эксплуатационных свойств, он дополнительно содержит ниобий, нитриды иттри , магний, цирконий и сурьму при следующем соотношении компонентов, мас.%:Углерод3,6-4,3Кремний1,2-2,6Марганец0,8-1,5Хром0.02-0,07Алюминий0,05-0,25Ванадий0,05-0,15Редкоземельные металлы0 ,02-0,08Титан0,015-0,05Медь0,9-1,4Кальций0,03-0,07Ниобий0,42-0,85Нитриды иттри 0,05-0,25Магний0,05-0,12Цирконий0,06-0,13Сурьма0,007-0,02ЖелезоОстальное40Таблица 1Продолжение таблицыТаблица 2
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904851174A SU1740480A1 (ru) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Высокопрочный чугун |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU904851174A SU1740480A1 (ru) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Высокопрочный чугун |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1740480A1 true SU1740480A1 (ru) | 1992-06-15 |
Family
ID=21527542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU904851174A SU1740480A1 (ru) | 1990-07-27 | 1990-07-27 | Высокопрочный чугун |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1740480A1 (ru) |
-
1990
- 1990-07-27 SU SU904851174A patent/SU1740480A1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 370737, кл. С 22 С 37/04,1971. Авторское свидетельство СССР № 831851, кл. С 22 С 37/10,1981. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kopyciński et al. | Analysis of the structure and abrasive wear resistance of white cast iron with precipitates of carbides | |
| CN106929750A (zh) | 蠕铁制动鼓及其制备方法 | |
| CN109609835B (zh) | 一种高强韧耐磨球墨铸铁及其制备工艺和应用 | |
| JP4527304B2 (ja) | 高強度高靱性球状黒鉛鋳鉄 | |
| SU1740480A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
| CN114411049B (zh) | 一种低成本、高强度的铁素体球墨铸铁及其制备方法与应用 | |
| Fay et al. | Inoculation solutions against metallurgical problems | |
| SU1724716A1 (ru) | Чугун дл металлических форм | |
| Lubyanoi et al. | Application of alloyed cast iron to increase the durability of products of the mining and metallurgical industry | |
| Lubyanoi et al. | Development of optimal formulations of natural alloyed cast irons for metals and engineering, and thermal timing subjected to secondary treatment by the method of resonance-intermittent refining | |
| SU1749294A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
| SU1765238A1 (ru) | Износостойкий чугун | |
| SU1627582A1 (ru) | Чугун | |
| SU1154366A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
| US20240247346A1 (en) | Ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, production of a ferrosilicon vanadium and/or niobium alloy, and the use thereof | |
| SU1435648A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
| Riposan et al. | Role of residual aluminium in ductile iron solidification | |
| RU1803455C (ru) | Лигатура дл чугуна | |
| Kopycinski et al. | Analysis of the structure and abrasive wear resistance of white cast iron with precipitates of carbides | |
| Riposan et al. | Factors influencing microstructure and mechanical properties of as cast and heat treated 400–18 grade ductile cast iron | |
| SU1721114A1 (ru) | Ковкий чугун | |
| SU1305191A1 (ru) | Высокопрочный чугун | |
| SU1717660A1 (ru) | Лигатура дл чугуна | |
| SU1366549A1 (ru) | Антифрикционный чугун | |
| SU1763506A1 (ru) | Износостойкий чугун |