RU2605016C2 - Method of producing high-strength cast iron - Google Patents
Method of producing high-strength cast iron Download PDFInfo
- Publication number
- RU2605016C2 RU2605016C2 RU2015108539/02A RU2015108539A RU2605016C2 RU 2605016 C2 RU2605016 C2 RU 2605016C2 RU 2015108539/02 A RU2015108539/02 A RU 2015108539/02A RU 2015108539 A RU2015108539 A RU 2015108539A RU 2605016 C2 RU2605016 C2 RU 2605016C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- furnace
- temperature
- iron
- bainitic
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, к способам получения высокопрочного чугуна, может быть использовано при производстве изделий с высоким пределом прочности.The invention relates to the field of metallurgy, to methods for producing ductile iron, can be used in the manufacture of products with a high tensile strength.
Известны высокопрочные чугуны с шаровидной и вермикулярной формой графита [1], имеющие предел прочности σB=600-700 МПа, пластичность δ до 8%, ударную вязкость КС до 60 Дж/см2.Known for high-strength cast irons with spherical and vermicular graphite [1], having a tensile strength σ B = 600-700 MPa, ductility δ up to 8%, impact strength KS up to 60 J / cm 2 .
Недостаток [1] в том, что чугуны имеют низкий, не удовлетворяющий современным требованиям, предел прочности, не превышающий σB=600-700 МПа, что ограничивает область их применения.The disadvantage of [1] is that cast irons have a low tensile strength that does not meet modern requirements and does not exceed σ B = 600-700 MPa, which limits their scope.
Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом [2] следующего химического состава, масс. %: углерод 3,23-4,08; кремний 2,76-3,89; марганец 0,20-0,47; молибден 0,15-0,48; алюминий 0,02-0,08; магний 0,02-0,05; барий 0,03-0,10; кальций 0,008-0,018; редкоземельные металлы (РЗМ) 0,02-0,06; железо и примеси - остальное. Плавку чугуна ведут в индукционных электропечах. При модифицировании используют чугунную решетку, пригружающую модифицирующую смесь, содержащую масс. %: силикобарий 9,0-10,5; плавиковый шпат 12-15; лигатура - остальное. Лигатура (лигатура в металлургии - вспомогательные сплавы) содержит, масс. %: кремний 45-55; магний 6-9; кальций 3-7; РЗМ 3-8; алюминий 1-3; железо - остальное. Общее количество смеси - 2,8-3,5% от массы чугуна, а масса решетки - 1,5-2,0% от массы чугуна. При термообработке отливок проводят гомогенизирующий отжиг при 950-1000°С в течение 3-5 часов, ферритизирующий отжиг путем охлаждения с печью до 780-720°С, выдержки при этой температуре 2,5-3,0 часа и последующего медленного охлаждения с печью до 650-600°С. Затем проводят быстрое охлаждение на воздухе или в воде до комнатной температуры и искусственное старение путем нагрева до 350-420°С, с выдержкой 2-3 часа. Техническим результатом является повышение пластичности, ударной вязкости при сохранении повышенной прочности.A known method of producing cast iron with spherical graphite [2] the following chemical composition, mass. %: carbon 3.23-4.08; silicon 2.76-3.89; manganese 0.20-0.47; molybdenum 0.15-0.48; aluminum 0.02-0.08; magnesium 0.02-0.05; barium 0.03-0.10; calcium 0.008-0.018; rare earth metals (REM) 0.02-0.06; iron and impurities - the rest. Cast iron is melted in induction furnaces. During the modification, a cast-iron grating is used, which loads the modifying mixture containing the masses. %: silicobarium 9.0-10.5; fluorspar 12-15; ligature - the rest. Ligature (ligature in metallurgy - auxiliary alloys) contains, mass. %: silicon 45-55; magnesium 6-9; calcium 3-7; REM 3-8; aluminum 1-3; iron is the rest. The total amount of the mixture is 2.8-3.5% by weight of cast iron, and the mass of the lattice is 1.5-2.0% by weight of cast iron. During heat treatment of castings, homogenizing annealing is carried out at 950-1000 ° С for 3-5 hours, ferritizing annealing by cooling with an oven to 780-720 ° С, holding at this temperature for 2.5-3.0 hours and subsequent slow cooling with an oven up to 650-600 ° C. Then carry out rapid cooling in air or in water to room temperature and artificial aging by heating to 350-420 ° C, with an exposure of 2-3 hours. The technical result is to increase ductility, toughness while maintaining increased strength.
Недостаток [2] в том, что для получения половинчатого чугуна требуется выполнение сложной термической обработки, заключающейся в предварительном графитизирующем отжиге чугуна. Кроме того, чугун по [2] обладает низкими значениями механических свойств: предел прочности σB=560-610 МПа; условный предел текучести σ0,2=420-450 МПа; ударная вязкость KCU220°C=150-179 Дж/см2; твердость по Бринеллю НВ=277-286. Недостатки ограничивают область применения чугуна по способу [2]. The disadvantage [2] is that in order to obtain half cast iron, it is necessary to perform complex heat treatment, which consists in preliminary graphitizing annealing of cast iron. In addition, cast iron according to [2] has low values of mechanical properties: tensile strength σ B = 560-610 MPa; conditional yield strength σ 0.2 = 420-450 MPa; impact strength KCU2 20 ° C = 150-179 J / cm 2 ; Brinell hardness HB = 277-286. The disadvantages limit the scope of cast iron by the method [2].
Известен способ получения аустенитно-бейнитного чугуна с применением двойной нормализации отливок [3], сущность этого способа заключается в том, что термической обработке подвергают чугун с шаровидным графитом, содержащий, масс. %: углерод 3,0-3,4; кремний 1,8-2,3; марганец 0,3-0,5; никель 0,6-1,2; молибден 0,3-0,7; медь 0,3-0,7; магний 0,04-0,09; сера 0,01-0,02; фосфор 0,06-0,08; железо - остальное; с суммарным содержанием легирующих элементов (Mn, Ni, Mo, Cu) - 1,7-2,4 масс. %, при этом формирование бейнитной матрицы обеспечивают путем первой нормализации на воздухе от температур 940-960°С после выдержки 1,5-2,5 ч, второй нормализации путем нагрева до температур 790-810°С со скоростью 100-200°С/ч с выдержкой 1,5-2,0 ч и охлаждением струей сжатого воздуха и отпуска при температуре 250-300°С с выдержкой 2-4 ч. При этом достигаются следующие механические свойства: σB=684-888 МПа; δ=4,2-7,2%; KCU20°C ≈ 110 Дж/см2; НВ=311-388.A known method of producing austenitic-bainitic cast iron using double normalization of castings [3], the essence of this method lies in the fact that the heat treatment is subjected to spheroidal graphite iron, containing, mass. %: carbon 3.0-3.4; silicon 1.8-2.3; manganese 0.3-0.5; nickel 0.6-1.2; molybdenum 0.3-0.7; copper 0.3-0.7; magnesium 0.04-0.09; sulfur 0.01-0.02; phosphorus 0.06-0.08; iron - the rest; with a total content of alloying elements (Mn, Ni, Mo, Cu) - 1.7-2.4 mass. %, while the formation of a bainitic matrix is ensured by the first normalization in air from temperatures of 940-960 ° C after holding for 1.5-2.5 hours, the second normalization by heating to temperatures of 790-810 ° C at a speed of 100-200 ° C / h with a holding time of 1.5-2.0 h and cooling with a stream of compressed air and tempering at a temperature of 250-300 ° C with a holding time of 2-4 hours. The following mechanical properties are achieved: σ B = 684-888 MPa; δ = 4.2-7.2%; KCU 20 ° C ≈ 110 J / cm 2 ; HB = 311-388.
Недостаток [3] в том, что при производстве аустенитно-бейнитного чугуна используется сложная технология термической обработки, приводящая к высокой себестоимости продукции. Недостаток ограничивает область применения чугуна по способу [3].The disadvantage [3] is that in the production of austenitic-bainitic iron, a complex heat treatment technology is used, leading to a high cost of production. The disadvantage limits the scope of cast iron by the method [3].
Наиболее близким к заявленному техническому решению, прототипом, является способ получения отливок из половинчатого чугуна с аустенитно-бейнитной структурой [4], включающий выплавку, легирование, инокулирующее модифицирование чугуна, получение отливки в песчано-глинистой форме, извлечение ее из формы при температуре 900-1000°С, перемещение в печь с температурой 950-1000°С и выдержку в течение 10-30 мин, после выдержки закаливают в изотермической ванне при температуре 300-320°С в течение 1,0-1,5 ч, при этом используют чугун следующего химического состава, (в масс. %): углерод (С) - 3,2-3,4; кремний (Si) - 3,0-3,3; марганец (Мn) - 0,3-0,4; магний (Mg) - 0,04-0,07; молибден (Мо) - 1,5-1,7; никель (Ni) - 2,2-2,6; сера (S) - 0,010-0,012; фосфор (Р) - 0,06-0,08; железо (Fe) - остальное.Closest to the claimed technical solution, the prototype is a method for producing castings from half cast iron with austenitic-bainitic structure [4], including smelting, alloying, inoculating cast iron modification, casting in sand and clay form, removing it from the mold at a temperature of 900- 1000 ° C, moving to a furnace with a temperature of 950-1000 ° C and holding for 10-30 minutes, after holding it is quenched in an isothermal bath at a temperature of 300-320 ° C for 1.0-1.5 hours, while using cast iron following chemical composition (. In mass%): carbon (C) - 3.2-3.4; silicon (Si) - 3.0-3.3; manganese (Mn) - 0.3-0.4; magnesium (Mg) - 0.04-0.07; molybdenum (Mo) - 1.5-1.7; nickel (Ni) - 2.2-2.6; sulfur (S) 0.010-0.012; phosphorus (P) - 0.06-0.08; iron (Fe) - the rest.
Недостатком прототипа [4] является сложность технической реализации процессов получения отливки в песчано-глинистых формах, связанная с извлечением отливок из форм при высоких температурах (950-1000°С), удалением (очисткой) с отливок формовочной смеси и последующего переноса их (отливок) в нагревательные печи. Другими недостатками [4] являются: использование для закалки чугуна в изотермической ванне экологически вредных веществ; плохая обрабатываемость деталей вследствие образования в структуре карбидов из-за повышенного содержания молибдена в составе чугуна; неоднородность структуры в отливках, получаемых в процессе кристаллизации в песчано-глинистых формах; недостаточно высокая прочность (σB<1000МПа). Эти недостатки существенно ограничивают область применения прототипа [4].The disadvantage of the prototype [4] is the complexity of the technical implementation of the processes for casting in sand-clay molds associated with the extraction of castings from molds at high temperatures (950-1000 ° C), removal (cleaning) from castings of the molding mixture and their subsequent transfer (castings) in heating furnaces. Other disadvantages [4] are: the use of environmentally harmful substances for hardening cast iron in an isothermal bath; poor machinability of parts due to the formation of carbides in the structure due to the increased content of molybdenum in the composition of cast iron; heterogeneity of the structure in castings obtained during crystallization in sand-clay forms; insufficiently high strength (σ B <1000MPa). These disadvantages significantly limit the scope of the prototype [4].
Целью заявляемого изобретения является расширение области применения чугуна, разработка способа получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и аустенитно-бейнитной структурой с пределом прочности σB>1200 МПа путем бейнитной закалки из литого состояния без дополнительной термической обработки.The aim of the invention is to expand the scope of cast iron, the development of a method for producing high-strength cast iron with spherical graphite and austenitic-bainitic structure with a tensile strength σ B > 1200 MPa by bainitic hardening from a cast state without additional heat treatment.
Цели достигают тем, что для получения высокопрочного чугуна, его (чугун) выплавляют в индукционной электропечи, расплав при сливе в ковш модифицируют с получением в отливках графитных включений глобулярной формы, при заливке в металлическую форму (кокиль) расплав в ковше дополнительно подвергают инокулирующему модифицированию, отливки после кристаллизации извлекают из формы при температуре плюс 900-1000°С, перемещают в печь с температурой 950-1000°С, выдерживают в печи в течение 10-30 минут, затем применяют изотермическую закалку на установке в псевдокипящем дисперсном карборундовом слое в области аустенито-бейнитного превращения при температуре +300°С в течение 60 мин с последующим охлаждением на воздухе; при этом используют чугун, содержащий, масс. %: углерод (С) - 2,5-3,2; кремний (Si) - 1,5-2,5; алюминий (А1) - 7,2-9,0; марганец (Мn) - 0,7-0,75; магний (Mg) - 0,04-0,06; молибден (Мо) - 0,7-1,2; никель (Ni) - 0,48-0,52; медь (Cu) - 0,49-0,52; сера (S) - 0,01-0,012; фосфор (Р) - 0,06-0,08; железо (Fe) - остальное.The goals are achieved by the fact that in order to obtain high-strength cast iron, it (cast iron) is smelted in an induction electric furnace, the melt is modified during pouring into a ladle to obtain globular form graphite inclusions, and when casting into a metal mold (chill mold), the melt in the ladle is additionally subjected to inoculant modification, castings after crystallization are removed from the mold at a temperature of plus 900-1000 ° C, transferred to a furnace with a temperature of 950-1000 ° C, kept in a furnace for 10-30 minutes, then isothermal hardening is used at the installation in a sevdokipelny dispersed carborundum layer in the region of austenite-bainitic transformation at a temperature of + 300 ° C for 60 min, followed by cooling in air; while using cast iron containing, mass. %: carbon (C) - 2.5-3.2; silicon (Si) - 1.5-2.5; aluminum (A1) - 7.2-9.0; manganese (Mn) - 0.7-0.75; magnesium (Mg) - 0.04-0.06; molybdenum (Mo) - 0.7-1.2; nickel (Ni) - 0.48-0.52; copper (Cu) - 0.49-0.52; sulfur (S) - 0.01-0.012; phosphorus (P) - 0.06-0.08; iron (Fe) - the rest.
Заявляемый высокопрочный чугун получают, например, следующим путем.The inventive ductile iron is obtained, for example, in the following way.
Выполняют плавку высокопрочного чугуна, например - в индукционной печи МГП - 52 с кислой футеровкой, на шихте, состоящей из литейных чугунов ГОСТ 805-80, стального лома и боя графитизированных электродов. Легирование чугуна Si (кремний), Аl (алюминий), Мn (марганец), Мо (молибден), Ni (никель), Cu (медь) осуществляют соответствующими ферросплавами в печи за 10-15 минут до выпуска металла (медь М2 (99,9 масс. % - медь (Cu), остальное примеси), ГОСТ 859-78, никель, НЗ (никеля (Ni), масс. % более 98,6%, остальное кобальт (Со) - 0,7; углерод (С) - 0,1; сера (S) - 0,03; медь (Cu) - 0,6;) ГОСТ 849-70). Инокулирующее модифицирование осуществляют в ковше при температуре 1450 - 1470°С модификатором ЖКМК-4Р следующего химического состава масс. %: кремний (Si) - 49,6; кальций (Са) - 9,5; магний (Mg) 8,6; редкоземельные металлы (РЗМ) - 4,7; железо (Fe) - остальное. В качестве флюса применяют криолит К2 (ГОСТ 10561-73). Графитизирующее модифицирование осуществляют ферросилицием ФС - 75 (ГОСТ 1415-78). Затем в ковш известным способом [4], с помощью кварцевого «колокольчика», вводят модификатор ЖКМК-4Р. Получение отливок осуществляют в металлической форме (кокиле), которые (отливки) извлекают из формы после кристаллизации при температуре 900-1000°С, затем перемещают в печь с температурой 950-1000°С и выдерживают в печи в течение 10-30 минут. В результате получают отливки чугуна с глобулярным графитом и аустенитной структурой предлагаемого химического состава.High-strength cast iron is melted, for example, in an MGP-52 induction furnace with an acid lining, on a charge consisting of GOST 805-80 cast iron, steel scrap and graphitized electrode breakdown. Doping of cast iron Si (silicon), Al (aluminum), Mn (manganese), Mo (molybdenum), Ni (nickel), Cu (copper) is carried out with the appropriate ferroalloys in the furnace 10-15 minutes before the release of metal (M2 copper (99, 9 wt.% - copper (Cu), the rest is impurities), GOST 859-78, nickel, NC (nickel (Ni), wt.% More than 98.6%, the rest is cobalt (Co) - 0.7; carbon (C ) - 0.1; sulfur (S) - 0.03; copper (Cu) - 0.6;) GOST 849-70). Inoculant modification is carried out in a ladle at a temperature of 1450 - 1470 ° С with the ZhKMK-4P modifier of the following chemical composition of the masses. %: silicon (Si) - 49.6; calcium (Ca) - 9.5; magnesium (Mg) 8.6; rare earth metals (REM) - 4.7; iron (Fe) - the rest. Cryolite K2 (GOST 10561-73) is used as a flux. Graphitizing modification is carried out by FS-75 ferrosilicon (GOST 1415-78). Then, the ZhKMK-4P modifier is introduced into the bucket in a known manner [4] using a quartz “bell”. Obtaining castings is carried out in a metal form (chill mold), which (castings) are removed from the mold after crystallization at a temperature of 900-1000 ° C, then transferred to a furnace with a temperature of 950-1000 ° C and kept in an oven for 10-30 minutes. The result is castings of cast iron with globular graphite and the austenitic structure of the proposed chemical composition.
После выдержки в камерной печи электросопротивления в интервале температур 950-1000°С отливки чугуна переносят в установку «псевдокипящего» слоя и осуществляют изотермическую закалку.After aging in the chamber furnace of electrical resistance in the temperature range of 950-1000 ° C, castings of iron are transferred to the installation of the "pseudo-boiling" layer and isothermal hardening is carried out.
В зависимости от предъявляемых к продукту (чугуну) условий изотермическую закалку осуществляют при различных температурах, например указанных далее, с результатами, приведенными в Таблице.Depending on the conditions presented to the product (cast iron), isothermal hardening is carried out at various temperatures, for example, indicated below, with the results given in the Table.
Изотермическая закалка чугунов осуществлялась при температурах 300°С, 350°С и 380°С с выдержкой 30, 60 и 120 минут. Нагрев рабочей среды (карборунда) до указанных температур осуществляют за счет прокачки сжатого воздуха через нагревательные элементы электросопротивления (трубчатая печь). Температуру в рабочем пространстве контролируют, например, хромель-алюмелевыми термопарами.Isothermal hardening of cast irons was carried out at temperatures of 300 ° C, 350 ° C and 380 ° C with an exposure of 30, 60 and 120 minutes. The heating of the working medium (carborundum) to the indicated temperatures is carried out by pumping compressed air through the heating elements of the electrical resistance (tube furnace). The temperature in the working space is controlled, for example, by chromel-alumel thermocouples.
На Фиг. приведена Таблица, где представлены результаты исследований влияния продолжительности и температуры изотермической выдержки в пределах 300-380°С на механические свойства аустенито-бейнитных чугунов. При исследовании влияния режимов изотермической закалки чугуна в псевдокипящем слое отливались клиновидные образцы толщиной 55 мм (ГОСТ 7293-85). Установлено, что повышение температуры изотермической выдержки в интервале 300-380°С при закалке чугуна приводит к снижению прочности на 21%; пластичности на 3,5% и ударной вязкости на 20%. При этом твердость в чугунах практически не изменяется (Фиг.). Увеличение изотермической выдержки при охлаждении в псевдокипящем слое более 60 мин практически не влияет на твердость и другие механические свойства алюминиевых аустенито-бейнитных чугунов. Максимальные характеристики по прочностным свойствам (σВ, σ0,2) получают при изотермической закалке в псевдокипящем слое аустенитно-бейнитного чугуна при изотермической выдержке при температуре 300°С в течение 60 мин по режиму №1 (Фиг. ).In FIG. The table is presented, where the results of studies of the influence of the duration and temperature of isothermal holding within 300-380 ° C on the mechanical properties of austenite-bainitic cast irons are presented. When studying the influence of isothermal hardening conditions of cast iron in a pseudo-boiling layer, wedge-shaped samples 55 mm thick were cast (GOST 7293-85). It was found that an increase in the temperature of isothermal holding in the range of 300-380 ° C during hardening of cast iron leads to a decrease in strength by 21%; ductility by 3.5% and impact strength by 20%. Moreover, the hardness in cast irons practically does not change (Fig.). An increase in the isothermal holding during cooling in a pseudo-boiling layer for more than 60 minutes has practically no effect on the hardness and other mechanical properties of aluminum austenitic-bainitic cast irons. The maximum strength characteristics (σ B , σ 0.2 ) are obtained by isothermal quenching in a pseudo-boiling layer of austenitic-bainitic iron at isothermal exposure at a temperature of 300 ° C for 60 min according to regime No. 1 (Fig.).
Механические испытания чугунов при статических нагрузках проводили на универсальной разрывной машине. Твердость (НВ) определяли, согласно ГОСТ 24805-81, на приборе Бринелля; ударную вязкость, согласно ГОСТ 9454-78, на маятниковом копре.Mechanical tests of cast iron under static loads were carried out on a universal tensile testing machine. Hardness (HB) was determined, according to GOST 24805-81, on a Brinell device; impact strength, according to GOST 9454-78, on a pendulum head.
Заявляемый способ позволяет получать алюминиевый аустенитно-бейнитный чугун с глобулярным графитом со следующими максимальными механическими характеристиками: предел прочности σB=1220 МПа (у прототипа σB<1000 МПа); условный предел текучести σ0,2=960МПа; пластичность δ=4,6%; твердость НВ=415; ударную вязкость КС=72 Дж/см2.The inventive method allows to obtain aluminum austenitic-bainitic cast iron with globular graphite with the following maximum mechanical characteristics: tensile strength σ B = 1220 MPa (for the prototype σ B <1000 MPa); conditional yield strength σ 0.2 = 960MPa; ductility δ = 4.6%; hardness HB = 415; impact strength KS = 72 J / cm 2 .
Полученные высокие показатели прочностных свойств аустенитно-бейнитного чугуна по заявляемому способу достигнуты за счет рационального содержания легирующих элементов: алюминия, кремния, никеля и меди, а также карбидообразующего молибдена в сочетании с марганцем. Выполнение изотермической закалки чугуна в подвижном «псевдокипящем» слое обеспечивает равномерное охлаждение чугуна, способствующее повышению однородности его (чугуна) структуры. Осуществление заявляемого способа позволяет получать чугун с существенно лучшими, по сравнению с прототипом, характеристиками, производить продукцию с лучшими потребительскими свойствами.The obtained high values of the strength properties of austenitic-bainitic iron by the present method are achieved due to the rational content of alloying elements: aluminum, silicon, nickel and copper, as well as carbide-forming molybdenum in combination with manganese. Performing isothermal hardening of cast iron in a moving "pseudo-boiling" layer provides uniform cooling of cast iron, contributing to an increase in the uniformity of its (cast iron) structure. The implementation of the proposed method allows to obtain cast iron with significantly better, compared with the prototype, characteristics, to produce products with the best consumer properties.
Приведенные примеры осуществления предлагаемого изобретения показывают его полезность для получения высокопрочного чугуна. Применение заявляемого способа способствует получению высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита. Способ может быть использован при производстве изделий с высоким пределом прочности.The examples of the invention show its usefulness for producing ductile iron. The application of the proposed method contributes to the production of ductile iron with spherical graphite. The method can be used in the manufacture of products with a high tensile strength.
Кроме того, по сравнению с прототипом процесс получения высокопрочного чугуна по заявляемому способу обладает существенно лучшим природоохранным свойством. В прототипе [4] изотермическую закалку изделий из чугуна осуществляют в соляных ваннах, применение которых (ванн) связано с использованием экологически вредных расплавов солей, что впоследствии (после завершения закалки) требует выполнения операции удаления солей с поверхности изделий. В заявляемом способе для изотермической закалки применяют (вместо солевых ванн) установки с псевдокипящим дисперсным карборундовым слоем, что обеспечивает более совершенный технологический процесс получения высокопрочного аустенитно-бейнитного чугуна и существенно способствует сохранению окружающей природной среды, улучшению экологической обстановки.In addition, compared with the prototype, the process of producing ductile iron by the present method has a significantly better environmental property. In the prototype [4] isothermal hardening of cast iron products is carried out in salt baths, the use of which (baths) is associated with the use of environmentally harmful salt melts, which subsequently (after quenching) requires the operation of removing salts from the surface of the products. In the claimed method for isothermal hardening, instead of salt baths, plants with a pseudo-boiling dispersed carborundum layer are used, which provides a more advanced technological process for producing high-strength austenitic-bainitic cast iron and significantly contributes to the preservation of the environment, improvement of the ecological situation.
Предлагаемое изобретение удовлетворяет критериям новизны, так как при определении уровня техники не обнаружены средства, которым присущи признаки, идентичные (совпадающие по исполняемой ими функции и форме выполнения этих признаков) всем признакам, перечисленным в формуле изобретения, включая характеристику назначения.The present invention satisfies the criteria of novelty, since when determining the level of technology no means were found that are inherent in signs identical (matching in the function performed by them and in the form of performing these signs) to all the signs listed in the claims, including the purpose of the application.
Заявляемый способ имеет изобретательский уровень, поскольку не выявлены технические решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками данного изобретения, и не установлена известность влияния отличительных признаков на указанный технический результат.The inventive method has an inventive step, because it has not been identified technical solutions having features that match the distinguishing features of this invention, and the popularity of the influence of distinctive features on the specified technical result is not established.
Заявленное техническое решение можно реализовать в производственных условиях машиностроительных предприятий. Это соответствует критерию «промышленная применимость», предъявляемому к изобретениям.The claimed technical solution can be implemented in the production environment of machine-building enterprises. This meets the criterion of "industrial applicability" presented to the invention.
Источники информацииInformation sources
1. Горшков А.А. Справочник по изготовлению отливок из высокопрочного чугуна. - Киев: Машгиз, 1960. - 302 с.; Александров Н.Н. Высокопрочные чугуны для отливок. - М. Машиностроение, 1982. - 222 с. 1. Gorshkov A.A. Handbook for the manufacture of castings of ductile iron. - Kiev: Mashgiz, 1960 .-- 302 p .; Alexandrov N.N. High strength cast iron for castings. - M. Mechanical Engineering, 1982.- 222 p.
2. Патент РФ №2267542, МПК(2006.01) С21С 1/10, C21D 5/00. Приоритет от 09.07.2004. Опубликовано 01.10.2006. Описание патента.2. RF patent No. 2267542, IPC (2006.01) C21C 1/10, C21D 5/00. Priority from 07/09/2004. Published on October 1, 2006. Patent Description
3. Патент РФ №2449043, МПК(2006.01) С22С 37/10, C21D 5/00. Приоритет от 12.04.2010. Опубликовано 27.04.2012. Описание патента.3. RF patent No. 2449043, IPC (2006.01) C22C 37/10, C21D 5/00. Priority from 04/12/2010. Published on April 27th, 2012. Patent Description
4. Патент РФ №2250268, МПК7 С21С 1/10, С22С 37/04, C21D 5/00. Приоритет от 24.07.2003. Опубликовано 20.04.2005. Описание патента.4. RF patent No. 2250268, IPC7 C21C 1/10, C22C 37/04, C21D 5/00. Priority from 07.24.2003. Published on April 20, 2005. Patent Description
Claims (1)
углерод (С) 2,5-3,2
кремний (Si) 1,5-2,5
алюминий (Al) 7,2-9,0
марганец (Mn) 0,70-0,75
магний (Mg) 0,04-0,06
молибден (Мо) 0,7-1,2
никель (Ni) 0,48-0,52
медь (Cu) 0,49-0,52
сера (S) 0,010-0,012
фосфор (P) 0,06-0,08
железо (Fe) остальное,
при этом изотермическую закалку полученной отливки проводят в псевдокипящем дисперсном карборундовом слое в области аустенитно-бейнитного превращения. A method of producing high-strength cast iron, including smelting and alloying cast iron in an induction furnace, graphitizing and inoculating modification, pouring modified cast iron into a mold, casting with its subsequent extraction after crystallization from a mold at a temperature of 900-1000 ° C, moving the casting to a furnace with a temperature of 950 -1000 ° C and holding in the furnace for 10-30 minutes, followed by isothermal hardening at a temperature of 300-320 ° C for 60 minutes and cooling in air, characterized in that the alloying is carried out by aluminum iem, silicon, nickel, copper, molybdenum and manganese, graphitized and inoculated modification is carried out in a ladle, using a metal mold in a mold, after aging in an oven prepared casting spheroidal graphite cast iron and austenitic-bainitic structure of the following chemical composition, wt.%:
carbon (C) 2.5-3.2
silicon (Si) 1.5-2.5
aluminum (Al) 7.2-9.0
Manganese (Mn) 0.70-0.75
magnesium (Mg) 0.04-0.06
molybdenum (Mo) 0.7-1.2
nickel (Ni) 0.48-0.52
copper (Cu) 0.49-0.52
sulfur (S) 0.010-0.012
phosphorus (P) 0.06-0.08
iron (Fe) the rest,
wherein the isothermal hardening of the obtained casting is carried out in a pseudo-boiling dispersed carborundum layer in the region of austenitic-bainitic transformation.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108539/02A RU2605016C2 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Method of producing high-strength cast iron |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015108539/02A RU2605016C2 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Method of producing high-strength cast iron |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015108539A RU2015108539A (en) | 2016-09-27 |
RU2605016C2 true RU2605016C2 (en) | 2016-12-20 |
Family
ID=57018360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015108539/02A RU2605016C2 (en) | 2015-03-11 | 2015-03-11 | Method of producing high-strength cast iron |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2605016C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107460397A (en) * | 2017-07-20 | 2017-12-12 | 马鞍山市万鑫铸造有限公司 | Based on steady-state variance consisting of heat-resistant spherical graphite cast and its processing method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61133361A (en) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | Ngk Insulators Ltd | Spheroidal graphite cast iron and its manufacture |
JPS63259020A (en) * | 1987-04-16 | 1988-10-26 | Mazda Motor Corp | Production of spheroidal graphite cast iron casting |
RU2250268C1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-04-20 | Брянский государственный технический университет | Method of production of ingots made out of mottled cast iron with austenitic-bainite structure |
RU2449043C2 (en) * | 2010-04-12 | 2012-04-27 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Method for cast iron heat treatment with spherical graphite |
-
2015
- 2015-03-11 RU RU2015108539/02A patent/RU2605016C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61133361A (en) * | 1984-11-30 | 1986-06-20 | Ngk Insulators Ltd | Spheroidal graphite cast iron and its manufacture |
JPS63259020A (en) * | 1987-04-16 | 1988-10-26 | Mazda Motor Corp | Production of spheroidal graphite cast iron casting |
RU2250268C1 (en) * | 2003-07-24 | 2005-04-20 | Брянский государственный технический университет | Method of production of ingots made out of mottled cast iron with austenitic-bainite structure |
RU2449043C2 (en) * | 2010-04-12 | 2012-04-27 | ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "Брянский государственный технический университет" | Method for cast iron heat treatment with spherical graphite |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015108539A (en) | 2016-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104060157B (en) | A kind of hypereutectic high-chromium white cast iron and preparation method thereof | |
CN102127673A (en) | High-strength spheroidal graphite cast iron for thick-walled casting die | |
CN103088251B (en) | A kind of spheroidal graphite cast iron and heat treating method thereof | |
EP2775002A1 (en) | Spline hub for clutch and manufacturing method thereof | |
EP2749658A1 (en) | Method for as-cast production of ausferritic ductile iron | |
CN102864383B (en) | Low alloy steel | |
CN104152786A (en) | Novel austenite-bainite grinding ball and production method thereof | |
Colin-García et al. | Nodule count effect on microstructure and mechanical properties of hypo-eutectic ADI alloyed with nickel | |
CN104164612A (en) | High-chromium cast iron die and preparation method thereof | |
KR101845410B1 (en) | Heat treatment method of high strength gray cast irons and composition of high strength gray cast irons using thereof | |
RU2605016C2 (en) | Method of producing high-strength cast iron | |
JP3964675B2 (en) | Non-austempered spheroidal graphite cast iron | |
CN105506438A (en) | Novel production process for alloy cast iron | |
US10844450B2 (en) | Black heart malleable cast iron and manufacturing method thereof | |
RU2449043C2 (en) | Method for cast iron heat treatment with spherical graphite | |
CN104651721B (en) | Alloy steel for bucket teeth and preparation method of bucket teeth | |
JP2007327083A (en) | Spheroidal graphite cast iron and its production method | |
JP2015183198A (en) | Spheroidal graphite cast iron and manufacturing method of spheroidal graphite cast iron | |
KR20190114489A (en) | Austemperedductile iron hooks and their manufacturing methods | |
RU2250268C1 (en) | Method of production of ingots made out of mottled cast iron with austenitic-bainite structure | |
RU2504597C1 (en) | Method for cast iron heat treatment with spherical graphite | |
Bedolla-Jacuinde et al. | The role of chromium during austempering of ductile iron | |
Upadhyaya et al. | Study on the effect of austempering temperature on the structure-properties of thin wall austempered ductile iron | |
Mukhametzyanova et al. | Development of high-strength cast iron for back-up layer of bimetallic products | |
CN105908076B (en) | A kind of low-alloy high-strength toughness cast steel adding and preparation method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170312 |