SU1008270A1 - Cast iron - Google Patents

Abstract

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром титан, молибдец , алюминий, медь и железо, о т л к .чающийс  тем, что, с целью повышени  термостойкости и трещиностойкости при литье и термообработке, он содержит компоненты при спедуншем соотношении , вес.%: Углерод 2,2-3,0 Кремний 0,5-О,8 Марганец 0,5-О,8 Хром 14-16 Титан 0,3-0,5 Молибден 0,2-О,6 Алюминий О,5-1,0 Медь 1,5-2,0 Железо ОстальноеA CAST IRON containing carbon, silicon, manganese, chrome titanium, molybdeum, aluminum, copper and iron, which is so that, in order to improve heat resistance and crack resistance during casting and heat treatment, it contains components with a co-ratio, weight. %: Carbon 2.2-3.0 Silicon 0.5-O, 8 Manganese 0.5-O, 8 Chromium 14-16 Titanium 0.3-0.5 Molybdenum 0.2-O, 6 Aluminum O, 5 -1.0 Copper 1.5-2.0 Iron Else

Description

30thirty

SD SD

Изобретение отнсх-йтс  к металлургии, конкретнее к изысканию высокохромис тых чугунов, обиадак цих повышенными Прочностными свойствами, высокой износостойкостью и трещиностойкостью при литье и термообработке и используемых дл  изготовлени  прокатных валков.The invention is not related to metallurgy, more specifically to the search for high-chromium cast irons, obiadak tsikh with enhanced strength properties, high wear resistance and cracking resistance during casting and heat treatment and used for the manufacture of rolls.

Известен чугун рС следующего химического состава, вес,%:Known cast iron RS with the following chemical composition, weight,%:

Углерод2,5-4,5Carbon2,5-4,5

Кремний0,1-2,5Silicon0,1-2,5

Марганец0,2-1,5Manganese 0.2-1.5

Хром0,5-15Chrome 0.5-15

Молибден1,5-15Molybdenum1,5-15

Вольфрам1-10Tungsten1-10

Ванадий1-6Vanadium 1-6

Никель0,5-5,0Nickel 0,5-5,0

Медь1-6Copper1-6

ЖелезоОстальноеIronErest

Недостатком известного чугуна  вл етс  низка  трещиностойкость.A disadvantage of the known cast iron is low crack resistance.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому  вл етс  чугун.З следующего химического состава, вес.%:The closest in technical essence and the achieved result to the proposed is cast iron. The following chemical composition, wt.%:

Углерод2,4-4,0Carbon2,4-4,0

Кремний , 0,7-1,5 Silicon, 0.7-1.5

МарганецО,1-0,5Manganese, 1-0.5

Хром6-15Chrome6-15

Титан6-15Titan6-15

Молибден1-2,5Molybdenum1-2,5

Алюминий1-2,5Aluminum1-2.5

Медь.0,3-1,0Copper 0,3-1,0

ЖелезоОстальноеIronErest

Недостатками известного чугуна  вл ютс  низкие термостойкость и трещино- стойкость при литье и термообработке.The disadvantages of the known cast iron are low heat resistance and crack resistance during casting and heat treatment.

Цель изобретени  - повышение термостойкости и трещиностойкости при ли1ъе и термообработке.The purpose of the invention is to increase the heat and crack resistance during cutting and heat treatment.

Данна  цель достигаетс  тем, что чугун , содержащий углерод, кремний, марганец , хром, титан, молибден, алюминий, медь и железо, содержит компоненты приThis objective is achieved in that cast iron containing carbon, silicon, manganese, chromium, titanium, molybdenum, aluminum, copper, and iron contains components in

следующем соотношении компонентов, вес.%:the following ratio of components, wt.%:

2,2-3,0 0,5-0,8 0,5-О,8 14-16 О,3-О,5 0,2-0,6 0,5-1,0 1,5-2,0 Остальное2.2-3.0 0.5-0.8 0.5-O, 8 14-16 O, 3-O, 5 0.2-0.6 0.5-1.0 1.5-2 , 0 Else

П р и м е jp. Вьпиавлено 11 плавок: 8 плавок предлагаемого чугуна; и 3 из25 вестного. Выплавку провод т в 200-килограммовой индукционной печи. В качестве шихтовых материалов используют стальной лом, ферросилиций (75%), ферромолибден (60%), медь гидролизную, феррохром (72%), ферротитан (33%) ферромарганец (45%). Присадки алюмини  и титана производ т непосредственно в ковш.PRI m e jp. 11 heats are made: 8 heats of the proposed cast iron; and 3 out of 25 known. The smelting is carried out in a 200 kg induction furnace. Scrap materials include steel scrap, ferrosilicon (75%), ferromolybdenum (60%), hydrolyzed copper, ferrochrome (72%), ferrotitanium (33%), ferromanganese (45%). Aluminum and titanium additives are made directly into the bucket.

В табл. 1 приведен химический состав приготовленных сплавов.In tab. 1 shows the chemical composition of the prepared alloys.

ТаблицаTable

2,2 .0,50О,802.2 .0.50, 80

2,5О,6О0,502.5O, 6O0.50

2,80,650,60 3,ОО,8О0,652.80,650,60 3, OO, 8O0,65

2,70,750,702,70,750,70

2,40,700,502.40,700.50

2,60,800,502,60,800,50

2,55О,70О,5О Алюминий, Ефежде всего, вводитс  в чугун с целью уменьшени  его склонности к трешинообразованию при отливке и термообработке. При содержании алюмини  в чугуне от 0,5 до 1,0% не увеличиваетс  количество остаточного аустени та, снижаетс  склонность первичного зерна к росту при нагревании, т.е. струк lyра остаетс  мелкозернистой до очень вь соких температур, а, следовательно, уро вень свойств чугуна достаточно высок и стабилен. При содержании алюмини  менее 0,5% вли ние его на чугун данного состава не значительно. При содержании алюмини  свыше 1,0% увеличиваетс  количество о таточного аустенита, что приво;шт. к снижению прочностных и эксплуатадионных свойств. Титан в количестве О,3-О,5% совмес но с хромом, образует мелкодисперсные карбиды, значительно упрочн ющие сплав так как измельчаетс  зерао, обеспечива етс  необходимый уровень свойств . При повышении титана свыше 0,5% наблюдаетс  укрупнение цементитных карбидов ,-что приводит к охрупчиванию струк- туры. При содержании титана в чугуне в количестве менее 0,3% моД11фицируюшее действие про вл етс  весьма слабо. Повышение стсйкости чугуна обеспечиваетс  1фи содержании углерода, близком к эвтектическому. При увеличении содержани  углерода свыше 3,0% существенно снижаетс  ударна  в зкость, а,, следовательно, уменьшаетс  стойкость чугуна. При содержании углерода менее 2,2% износостойкость чугуна понижаетс  из-за уменьшени  количества упрочн ющей среды.2,55O, 70O, 5O Aluminum, Efedex in all, is introduced into the cast iron in order to reduce its tendency to cracking during casting and heat treatment. When the aluminum content in cast iron is from 0.5 to 1.0%, the amount of residual austenite does not increase, the tendency of the primary grain to grow when heated, i.e. The structure of the lyre remains fine-grained to very high temperatures, and, consequently, the level of the properties of cast iron is quite high and stable. When the aluminum content is less than 0.5%, its influence on the cast iron of this composition is not significant. When the aluminum content exceeds 1.0%, the amount of hardened austenite increases, which leads; to reduce the strength and exploitation properties. Titanium in the amount of O, 3-O, 5%, combined with chromium, forms fine carbides, which considerably strengthen the alloy, since ground gold is crushed, providing the necessary level of properties. With an increase in titanium over 0.5%, cementite carbides are enlarged, which leads to embrittlement of the structure. When the content of titanium in the iron in an amount of less than 0.3%, the modifying effect is very weak. An increase in iron content is provided by a carbon content close to eutectic. With an increase in carbon content of over 3.0%, impact strength decreases significantly, and, consequently, cast iron durability decreases. When the carbon content is less than 2.2%, the wear resistance of the cast iron is reduced due to a decrease in the amount of reinforcing medium.

Продолжение табл. Д Копичес-то марганца ограничшю услови ми плавки чугуна, так как в соотве- ствии с исследовани ми, марганец не  вл етс  эффективным элемент, вли ющим на стойкость деталей. При содержании хрома ниже 14% уменьшаетс  стойкость мате риала из-за обрЁКзовани  карбидов цемейтйтного типа с :более низкой износостойкостью. При увеличении содержани  хрома свьпие 16% уменьшаетс  долговечность сплава по влением в структуре крупных первичных карбидов. Введение молибдена в количестве до 0,2% существенно не вли ет на износо стойкость чугуна. При содержании молибдена в количестве О,2-О,6% износостойкость сплава повьпиаетс  за счет того, что молибден, раствор  сь в хромистых карбидах, способствует увеличению твердости этих карбидов. Кроме того, добавки молибдена несколько измельчают зерно . Добавка молибдена более 0,6% приводит к образованию стабильного аустенита всего требуемого дл  износостойкости метастабильного аустенита, вследствие че го износостойкость чугуна снижаетс . При содержании меди более 2,О% в структуре 4yryi|a образуетс  большое количес .тво остаточцогх) аустенита, что приводит к некоторому снижению износостойкости . При содержании меди менее 1,5% не достигаетс  эффект повьш1ени  износостойкости . Введение меди в чугун в количестве 1,5-2,О% способствует повышению износостойкости.и обрабатываемости.Это св зано с тем, что медь существенно вли ет на процессы формировани  первичной структуры чугуна, измен   строение и состав отдельных составл ющиз; в нацравпении , перспективном дл  улутиени  тезшологических свойств отливок, в частI100 ности: увеличение прот женности межфа|эовых границ кристаллов избыточного аустенита и ледебурита, утонение строени  продукта эвтектического и эвтектоидного превращени  Увеличение твердости структурных составл ющих при легировании медью весьма полезны дл  прокатных валков, работакипих в услови х интенсивного истирани . Из полученных сплавов изготовлемйо к раэиы, которые испытывают на твердость прочность, термостойкость, ианосостойfcocTb , греши нос тойкость при литье и тер-т мообработке. / Износостойкость определ ют на установке , обеспечивающей удельное давление 5О кг/мм , проскальзывание 0,27 м/с, охлаждение валков производ т эмульсией, врем  испытани  2,5 ч. Относительный нанос рассчитываетс  как отношение из разности конечного веса дисков к начальному весу дисков. Испытание на термостойкость произво: д т термоииклированием образцов с нагревом до 6ОО С и с последующим охлаждеПредлагаемый 0 нием водой до температуры до по влени  первых трещин, что отражает, услови  нагрева и охлаждени  валков в процессе их эксплуатации на станках гор чей прокатки. Исследование вли ни  леги1ующих элементов на трещиностойкость сплава при литье и термообработке провод т на квадратных- решетках путем оценки размеров трещин в местах перехода. В табл. 2 приведены механические и эксплуатационные свойства чугунов. Как видно из табл. 2., предлагаемый чугун превосходит известный по термостойкости (выше в 4,6 раза|, трешино- стойкости при литье и термообработке 1,3 раза). Применен 1е валкор дает экономический эффект 1659,975 тыс. руб.,который} Достигаетс  снижением расхода дефицитных легирующих элементов, снижением расхода валков, повышением ритмичности работы и производительности прокатных станов, выходом годного более Высоких сортов, сокращением расхода метадла- и трудоемкости подготовки фалков. Таблица 2Continued table. D Copic manganese is limited by the smelting conditions of pig iron, since, according to research, manganese is not an effective element that affects the durability of parts. When the chromium content is below 14%, the durability of the material is reduced due to the formation of cement type carbides with: lower wear resistance. With an increase in the chromium content of 16%, the durability of the alloy is reduced by the appearance of large primary carbides in the structure. The introduction of molybdenum in an amount of up to 0.2% does not significantly affect the wear resistance of the iron. When the content of molybdenum in the amount of O, 2-O, 6%, the wear resistance of the alloy increases due to the fact that molybdenum, dissolved in chromium carbides, contributes to an increase in the hardness of these carbides. In addition, molybdenum additives milled grain somewhat. The addition of molybdenum more than 0.6% leads to the formation of a stable austenite of all metastable austenite required for wear resistance, due to which the wear resistance of cast iron is reduced. When the copper content is more than 2% of the 4yryi | a structure, a large amount of residual austenite is formed, which leads to a slight decrease in wear resistance. When the copper content is less than 1.5%, the effect of increased wear resistance is not achieved. The introduction of copper into cast iron in an amount of 1.5-2,% contributes to an increase in wear resistance and machinability. This is due to the fact that copper significantly affects the processes of formation of the primary structure of cast iron, changing the structure and composition of individual components; in national perspective, which is promising for improving the technological properties of castings, in particular: increasing the length of the interfacial boundaries of crystals of excess austenite and ledeburite, thinning the structure of the product of eutectic and eutectoid transformation. conditions of intense wear. From the obtained alloys are made to the area, which are tested for hardness, strength, heat resistance, resistance to stress, sinfulness during casting and tert processing. / Wear resistance is determined on a unit providing a specific pressure of 5 kg / mm, slippage of 0.27 m / s, cooling of the rolls by emulsion, test time 2.5 h. Relative sediment is calculated as the ratio of the difference between the final weight of the disks and the initial weight of the disks . The heat resistance test was performed by thermally cycling the samples with heating to 6OO C and followed by cooling. It was proposed to be heated to the temperature before the appearance of the first cracks, which reflects the conditions of heating and cooling of the rolls during their operation on hot rolling machines. The study of the effect of alloying elements on the crack resistance of the alloy during casting and heat treatment is carried out on square gratings by estimating the size of the cracks at the transition points. In tab. 2 shows the mechanical and operational properties of cast iron. As can be seen from the table. 2., the proposed cast iron exceeds the known heat resistance (higher by 4.6 times), its toughness during casting and heat treatment is 1.3 times). The 1st valkor is applied, which gives an economic effect of 1,659.975 thousand rubles, which is achieved by reducing the consumption of scarce alloying elements, reducing the consumption of rolls, increasing the rhythm of work and productivity of rolling mills, yielding more High Grades, reducing the consumption of metadla and the complexity of preparing falls. table 2

Claims (1)

ЧУГУН, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, титан, молиб ден, алюминий, медь и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости и трещиностой— кости при литье и термообработке, он содержит компоненты при следующем соотношении, вес.%:CAST IRON containing carbon, silicon, manganese, chromium, titanium, molybdenum, aluminum, copper and iron, characterized in that, in order to increase heat resistance and crack resistance during casting and heat treatment, it contains components in the following ratio, wt.% : Углерод Carbon 2,2-3,0 ' 2.2-3.0 ' Кремний Silicon 0,5-0,8 0.5-0.8 Марганец Manganese 0,5-0,8 0.5-0.8 Хром Chromium 14-16 14-16 Титан Titanium 0,3-0,5 0.3-0.5 Молибден Molybdenum 0,2-0,6 0.2-0.6 Алюминий Aluminum 0,5-1,0 0.5-1.0 Медь Copper 1,5-2,0 1.5-2.0 Железо Iron Остальное Rest § ω § ω с from