CS271765B1 - Method of modular cast iron's two-stage treatment - Google Patents

Method of modular cast iron's two-stage treatment Download PDF

Info

Publication number
CS271765B1
CS271765B1 CS879246A CS924687A CS271765B1 CS 271765 B1 CS271765 B1 CS 271765B1 CS 879246 A CS879246 A CS 879246A CS 924687 A CS924687 A CS 924687A CS 271765 B1 CS271765 B1 CS 271765B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
weight
cast iron
magnesium
casting
stage
Prior art date
Application number
CS879246A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CS924687A1 (en
Inventor
Pavel Ing Sykora
Martin Malec
Original Assignee
Sykora Pavel
Martin Malec
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 Sykora Pavel, Martin Malec filed Critical Sykora Pavel
Priority to CS879246A priority Critical patent/CS271765B1/en
Publication of CS924687A1 publication Critical patent/CS924687A1/en
Publication of CS271765B1 publication Critical patent/CS271765B1/en

Links

Landscapes

  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

The solution concerns a method of the two-step treatment of ductile cast iron for thick-walled castings. The basic ductile cast iron flow is composed of 1.5 to 2.3 %weight of silicon, 2.7 to 3.6 % by weight of carbon, 0.01 to 0.06 % by weight of phosphorus, 0.03 to 0.08 % by weight of magnesium, and eventually 0.2 to 0.60 % by weight of copper, in the first step a magnesium foundry alloy is added and during the casting in the second step magnesium alloy containing 42 to 52 % by weight of silicon, 0.5 to 3 % by weight of magnesium, 0.5 to 1.3 % by weight of aluminium and 0.3 to 1.2 % by weight of calcium is added in the amount of 0.1 to 0.5 % by weight of the casting weight.

Description

Vynález se týká dvoustupňové úpravy tvárné litiny pro výrobu odlitků s tloušíkou stěny nad 100 mm přidáváním hořčíkové předslitiny do základní tvárné litiny, o složeni 1,5 až 2,3 % hmot. křemíku, 2,7 až 3,6 % hmot. uhlíku, 0,01 až 0,06 % hmot. fosforu, 0,03 až 0,08 % hmot. hořčíku, případně 0,2 až 0,60 % hmot. mědi, v prvním stupni a předslitiny v druhém stupni do proudu základní tvárné litiny.BACKGROUND OF THE INVENTION The invention relates to a two-stage nodular cast iron treatment for the production of castings having a wall thickness above 100 mm by adding magnesium master alloy to the nodular cast iron having a composition of 1.5 to 2.3% by weight. % silicon, 2.7 to 3.6 wt. % of carbon, 0.01 to 0.06 wt. % phosphorus, 0.03 to 0.08 wt. % magnesium, optionally 0.2 to 0.60 wt. copper, in the first stage, and master alloys in the second stage, into a stream of basic ductile iron.

Jsou známé tvárné litiny s dobrými mechanickými vlastnostmi i v tlustých průřezech ais pravidelně vyloučeným zrnitým, kulovitým, tvarem grafitu a se základní hmotou bez volných karbidů, které se vyrábějí z vysoce čistých surových želez. V některých případech se doporučuje k zajištění pravidelně zrnitého tvaru grafitu řídit obsahy olova nebo mědi. Všechny doposud známé způsoby však jsou značně citlivé na sestavení vsázky a výsledky nejsou vždy spolehlivé. Z britského patentního spisu č. 1 478 218 je znám postup výroby tvárné litiny tak, že se nejprve připraví pomocí speciálních rafinačních činidel, neobsahujících hořčík, nedokonalá tvárná litina, ta se dále zpracuje na požadovanou jakost tvárné litiny přísadami, které obsahují méně než 3 % hořčíku nebo čistým hořčíkem, jehož přísada je menší než 0,04 %. Vlastnosti této tvárné litiny v tlustostěnných odlitcích však nejsou známy.Ductile cast iron is known with good mechanical properties even in thick cross-sections and with regularly eliminated grained, spherical, graphite shape and with a free carbide-free matrix made of high-purity pig iron. In some cases, it is recommended that lead or copper contents be controlled to ensure a regular grained graphite shape. However, all methods known to date are highly sensitive to batch assembly and results are not always reliable. British Patent Specification No. 1,478,218 discloses a process for producing ductile cast iron by first preparing, using special magnesium-free refining agents, an imperfect ductile cast iron, which is further processed to the desired ductile cast iron quality by additives containing less than 3% of magnesium or pure magnesium, whose additive is less than 0,04%. However, the properties of this ductile iron in thick-walled castings are not known.

Dále jsou známé postupy výroby tvárné litiny s přidáním přísad, které zajištují vznik požadovaného zrnitého tvaru grafitu v tvárné litině, jen jejich přísadou do dutiny formy nebo do proudu kovu před jeho vstupem do dutiny formy. Žádný z těchto postupů však nezaručuje spolehlivě vznik zrnitého tvaru grafitu v tlustých stěnách odlitku, to je nad 100 mm.Further, processes for the manufacture of ductile cast iron with the addition of additives which provide the desired grained graphite shape in the ductile cast iron, are merely added to the mold cavity or into the metal stream before it enters the mold cavity. However, none of these processes reliably guarantees the formation of a grainy graphite shape in the thick walls of the casting, i.e. above 100 mm.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob dvoustupňové úpravy tvárné litiny pro výrobu odlitků s tlouštkou stěny nad 100 mm přidáváním hořčíkové předslitiny do základní tvárné litiny, o složení 1,5 až 2,3 % hmot. křemíku, 2,7 až 3,6 % hmot. uhlíku, 0,01 až 0,06 % hmot. fosforu, 0,03 až 0,08 % hmot. hořčíku a případně 0,2 až 0,60 % hmot. mědi, v prvním stupni a předslitiny v druhém stupni do proudu základní tvárné litiny, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že se v druhém stupni přidává hořčíková slitina, o složení 42 až 52 % hmot. křemíku, 0,5 až 3 % hmot. hořčíku, 0,5 až 1,3 % hmot. hliníku, 0,3 až 1,2 % hmot. vápníku, v množství 0,1.až 0,5 S hmot. hmotnosti odlitku.The above mentioned drawbacks are eliminated by a two-stage treatment of ductile cast iron for the production of castings with a wall thickness above 100 mm by adding magnesium master alloy to the ductile iron having a composition of 1.5 to 2.3% by weight. % silicon, 2.7 to 3.6 wt. % of carbon, 0.01 to 0.06 wt. % phosphorus, 0.03 to 0.08 wt. % magnesium and optionally 0.2 to 0.60 wt. copper in the first stage and master alloys in the second stage into the malleable cast iron stream according to the invention. It is based on the addition of a magnesium alloy having a composition of 42 to 52 wt. 0.5 to 3 wt. % magnesium, 0.5 to 1.3 wt. % aluminum, 0.3 to 1.2 wt. % calcium, in an amount of 0.1 to 0.5% by weight. casting weight.

Základní výroba spočívá v získání tvárné litiny s dobře vytvořeným zrnitým, kulovitým tvarem grafitu a se základní hmotou bez volných karbidů a to i v tlustostěnných odlitcích, čímž se dosahují vysoké hodnoty tažnosti a pevnosti i v tepelném centru velmi hmotných odlitků.The basic production consists of obtaining ductile cast iron with a well-formed grained, spherical graphite shape and a matrix without free carbides, even in thick-walled castings, which achieves high ductility and strength even in the heat center of very mass castings.

Bez mimořádných nároků na čistotu výchozích vsázkových surovin se tak získá tvárná litina, která se vyznačuje i v tlustých průřezech, to je nad 100 mm a i ve velmi tlustých průřezech, to je od 250 do 500 mm, vysokou pevností a zejména tažnosti nad 6 %.In this way, a ductile cast iron is obtained without extraordinary demands on the purity of the starting feedstock, which is also characterized in thick sections, i.e. over 100 mm and in very thick sections, i.e. from 250 to 500 mm, high strength and in particular ductility above 6%.

Při způsobu dvoustupňové úpravy tvárné litiny podle vynálezu se k již hotové tvárné litině přidá těsně před začátkem ochlazování v dutině formy slitina, která obsahuje jak křemík, tak i hořčík, čímž jsou vytvořeny podmínky pro vznik velkého počtu stabilních grafitizačních zárodků. Velký počet grafitizačních zárodků podmiňuje vznik velkého počtu grafitových zrn, která rostou jen do menších rozměrů. Menší grafitová zrna jsou po dlouhou dobu, kdy je litina v tekutém stavu a při eutektické prodlevě stabilní a neporušuje se austenitická obálka, která je obklopuje v tekutém stavu. Na malá zrnka grafitu nepůsobí ani tak velký vztlak, nevyplouvají proto na hladinu ani při vyšších obsazích uhlíku a křemíku, nedochází k tak zvané flotaci grafitu. Tím, že se velký počet grafitových zárodků vytvořil a to přídavkem předslitiny FeSiMg, resp. FeSiMgCe, těsně před vstupem kovu do dutiny tvořící odlitek, je i v tlustostěnných odlitcích z tvárné litiny docíleno vzniku pravidelně zrnitého tvaru grafitu a základní struktury bez volných karbidů.In the two-stage malleable cast iron process according to the invention, an alloy containing both silicon and magnesium is added to the finished malleable cast iron just prior to cooling in the mold cavity, thereby creating conditions for the formation of a large number of stable graphitizing nuclei. A large number of graphitizing nuclei condition the formation of a large number of graphite grains, which grow only to a smaller size. Smaller graphite grains are for a long time when cast iron is stable in the liquid state and at eutectic dwell time and the austenitic envelope surrounding it in the liquid state is not broken. Small grains of graphite are not affected by such a high buoyancy and therefore do not float to the surface even at higher carbon and silicon contents, so-called flotation of graphite does not occur. Due to the fact that a large number of graphite nuclei was formed by adding a master alloy FeSiMg, respectively. FeSiMgCe, just before the metal enters the casting cavity, even in thick-walled castings of ductile cast iron, a regularly grained graphite shape and a basic structure without free carbides are achieved.

CS 271 765 BlCS 271 765 Bl

Způsob dvoustupňové úpravy tvárné litiny podle vynálezu je dále bliže popsán na konkrétním příkladu provedení.The process of the two-stage malleable cast iron treatment according to the invention is described in more detail below on a specific embodiment.

PříkladExample

Z tvárné litiny o chemickém složení: 3,45 % hmot. C, 0,20 % hmot. Mn, 2,03 % hmot.Of ductile cast iron of a chemical composition: 3,45% mass C, 0.20 wt. % Mn, 2.03 wt.

Si, 0,050 % hmot. S, 0,03 % hmot. Cr, 0,02 * hmot. Cu, 0,01 % hmot. Ni, 0,0007 % hmot. Sn a 0,049 % hmot. Mg, byly odlity, k ověření mechanických hodnot a struktury, zkušební odlit ky o tlouštce stěny 250 mm a odlitek krychle o hraně 500 mm. Do jejich vtokové jamky, umístěné na horním rámu formy, byla přidávána předslitina Fe SiMg o složeni: 47 % hmot. Si,Si, 0.050 wt. S, 0.03 wt. Cr, 0.02 wt. Cu, 0.01 wt. % Ni, 0.0007 wt. Sn and 0.049 wt. Mg, were cast, to verify mechanical values and structure, test castings with a wall thickness of 250 mm and a cube cast with an edge of 500 mm. Fe SiMg master alloy having the following composition: 47 wt. Si,

2,5 % hmot. Mg, 0,9% hmot. AX, 0,60 % hmot. Ca, a to v množství 0,3 % hmot. hmotnosti vyráběného odlitku. Výsledky z provedených tahových zkoušek, odebraných ze středů odlitků: byly zjištěny následující průměrné hodnoty ze tří zkoušek v litém stavu:2.5 wt. Mg, 0.9 wt. AX, 0.60 wt. Ca, in an amount of 0.3 wt. weight of the casting produced. Results from the performed tensile tests taken from the casting centers: the following average values from the three cast tests were found:

odlitek s tloušEkou stěny 250 mm: mez kluzu 0,2 casting with a wall thickness of 250 mm: yield strength 0.2 336 MPa 594 MPa 9,6 % 336 MPa 594 MPa 9.6% pevnost v tažnost fortress ductility tahu thrust odlitek krychle o hraně 500 mm: mez kluzu 500 mm cube casting: yield strength 0,2 0.2 256 MPa 256 MPa pevnost v fortress tahu thrust 361 MPa 361 MPa tažnost ductility 9,2 % 9.2%

Struktura byla tvořena feritem a perlitem a dále grafitem v pravidelně kulovitém až částečně nepravidelně kulovitém tvaru v odlitku krychle o hraně 500 mm.The structure consisted of ferrite and perlite and graphite in a regular spherical to partially irregularly spherical shape in a 500 mm cube casting.

Výsledky srovnávací tavby, bez použití vynálezu, byly následující:The comparative melting results, without using the invention, were as follows:

2. stupně přidávání slitiny o složení podle odlitek s tloušEkou stěny 250 mm odlitek krychle o hraně 500 mm:2. Steps of adding alloy with a wall thickness of 250 mm cube casting with 500 mm edge:

mez kluzu 0,2 pevnost v tahu tažnost mez kluzu 0,2 pevnost tažnostyield strength 0.2 tensile strength elongation

358 MPa 403 MPa358 MPa 403 MPa

4,2 %4.2%

244 MPa 356 MPa244 MPa 356 MPa

2,5 %2.5%

Způsob podle vynálezu je možné využít při výrobě odlitků z tvárné litiny s velkou tloušEkou stěn, to je nad 100 i nad 250 mm s tím, že mechanické hodnoty jsou mimořádně vysoké v důsledku zajištění tvaru grafitu v zrnitém tvaru. Konkrétní použiti je pro odlitky s velkou tloušEkou stěn, které se doposud vyráběly jen z oceli nebo pro odlitky, kde v důsledku složitosti tvarů je chladnutí mimořádně pomalé a rychlost tuhnutí odpovídá tlustostěnným odlitkům. Konkrétně pro odlitky tvořící části velkých kompresorů, základních dílů velkých mlecích zařízení a podobně.The process according to the invention can be used in the production of castings of ductile cast iron with a large wall thickness, i.e. above 100 and above 250 mm, with the mechanical values being extremely high due to the grainy shape of the graphite. A particular application is for castings of high wall thickness, which have so far been made only of steel or castings, where, due to the complexity of the shapes, cooling is extremely slow and the solidification rate corresponds to thick-walled castings. Specifically, for castings forming parts of large compressors, basic parts of large grinding equipment and the like.

Claims (1)

Způsob dvoustupňové úpravy tvárné litiny pro výrobu odlitků s tloušEkou stěny nad 100 mm přidáváním hořčíkové předslitiny do základní tvárné litiny, o složení 1,5 až 2,3 % hmot. křemíku, 2,7 až 3,6 % hmot. uhlíku, 0,01 až 0,06 % hmot. fosforu, 0,03 až 0,08 % hmot. hořčíku, případně 0,2 až 0,60 % hmot. mědi, v prvním stupni a přidáváním předslítiny v druhém stupni do proudu tvárné litiny, vyznačujíc! se tím, že se v druhém stupni přidává hořčíková slitina o složení 42 až 52 % hmotnostních křemíku, 0,5 až 3 % hmotnostních hořčíku, 0,5 až 1,3 % hmot. hliníku, 0,3 až 1,2 % hmot. vápníku, v množství 0,1 až 0,5 % hmotnosti odlitku.Process for two-stage ductile cast iron for the production of castings having a wall thickness above 100 mm by adding magnesium master alloy to the ductile iron having a composition of 1.5 to 2.3% by weight. % silicon, 2.7 to 3.6 wt. % of carbon, 0.01 to 0.06 wt. % phosphorus, 0.03 to 0.08 wt. % magnesium, optionally 0.2 to 0.60 wt. copper in the first stage and adding the master alloy in the second stage to the ductile iron stream, 2. A process according to claim 1, characterized in that a magnesium alloy of 42 to 52% by weight of silicon, 0.5 to 3% by weight of magnesium, 0.5 to 1.3% by weight is added in the second step. % aluminum, 0.3 to 1.2 wt. 0.1 to 0.5% by weight of the casting.
CS879246A 1987-12-15 1987-12-15 Method of modular cast iron's two-stage treatment CS271765B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS879246A CS271765B1 (en) 1987-12-15 1987-12-15 Method of modular cast iron's two-stage treatment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS879246A CS271765B1 (en) 1987-12-15 1987-12-15 Method of modular cast iron's two-stage treatment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CS924687A1 CS924687A1 (en) 1990-03-14
CS271765B1 true CS271765B1 (en) 1990-11-14

Family

ID=5443502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS879246A CS271765B1 (en) 1987-12-15 1987-12-15 Method of modular cast iron's two-stage treatment

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS271765B1 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
CS924687A1 (en) 1990-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4140555A (en) Nickel-base casting superalloys
US4414027A (en) Method for obtaining iron-based alloys allowing in particular their mechanical properties to be improved by the use of lanthanum, and iron-based alloys obtained by the said method
CN112626390B (en) High-elongation die-casting aluminum alloy and preparation method thereof
EP1126037B1 (en) Production of nodular cast iron involving a preliminary inoculation in the casting ladle
US2622022A (en) Method for producing cast iron
JPH0280505A (en) Production of spherical graphite pig iron
US4889688A (en) Process of producing nodular cast iron
DE3801917A1 (en) METHOD FOR PRODUCING CAST IRON WITH BALL GRAPHITE
US4830656A (en) Cast iron molds for glass making and method of making
CN110983171B (en) Method for producing as-cast high-strength all-ferrite nodular cast iron differential case by sand-lined iron mold
JPH0549722B2 (en)
US2885286A (en) Anodizable aluminum die casting alloy
CN111607718B (en) Zinc alloy casting and preparation method thereof
CS271765B1 (en) Method of modular cast iron's two-stage treatment
US2610912A (en) Steel-like alloy containing spheroidal graphite
US3033676A (en) Nickel-containing inoculant
US3871868A (en) Method of preparing a corrosion-resistant and ductile iron alloy with a high aluminum content
US1387900A (en) Alloy
JPH0375329A (en) Aluminum alloy and method for its casting
US3744997A (en) Metallurgical grain refinement process
US2563859A (en) Addition agent
JP2634707B2 (en) Manufacturing method of spheroidal graphite cast iron
US2603563A (en) Prealloy for the production of cast iron and method for producing the prealloy
US3595608A (en) Method of increasing rate of dissolution of aluminum in acid chloride solutions
US1707753A (en) Malleable iron alloy