Изложены результаты статистического моделирования зависимостей между структурными составляющими и твердостью чугуна, модифицированного ферросиликованадиевой лигатурой. Результаты моделирования позволили установить предельно возможное содержание перлита и размеры включений графита в структуре, зависимости между структурными составляющими и описать их влияние на твердость. Полученные зависимости могут быть использованы при решении вопросов управления качеством чугуна.

Показано, что негативное влияние меди при концентрации 9 % мас., не превышающей предел ее растворимости в аустените, на шаровидную форму включений графита устраняется при модифицировании аустенитного чугуна лигатурой ЖКМК (с РЗМ). Взаимодействие меди и марганца в чугуне проявляется в аномальном снижении количества карбидной фазы с ростом содержания марганца. Медь слабо повышает жидкотекучесть аустенитного чугуна с шаровидным графитом, уменьшает величину объемной усадки, способствует развитию усадочной пористости, существенно понижает уровень механических свойств. Результаты могут быть использованы для повышения эффективности легирования и модифицирования Ni-Mn-Cu аустенитных чугунов.

Исследовано влияние рафинирования на структуру и свойства серого и модифицированного чугунов. Предварительное рафинирование способствует улучшению морфологии графита, повышает механические свойства чугуна, способствует экономному расходованию сфероидизирующего модификатора.

Приведены данные о влиянии на механические свойства высокопрочного чугуна 4-х составов шихт: на основе армко-железа, литейного рафинированного чугуна ЛР6, передельного высококачественного чугуна ПВК3, электротехнической стали Э12 и 3-х вариантов модифицирования расплава в ковше магнийсодержащими модификаторами (ФСМг7, ЖКМК-4Р и NiMgCe-лигатурой совместно с ферросилицием ФС75). Показано, что при использовании высококачественных шихтовых материалов относительное удлинение высокопрочного чугуна в 2 - 3 раза превышает уровень, регламентируемый стандартом ДСТУ 3295-99 для соответствующих по прочности марок. Рассмотрена проблема модифицирования расплава чугуна с повышенным уровнем содержания серы. Даны рекомендации по рациональному выбору шихтовых материалов и модификаторов для производства из высокопрочного чугуна машиностроительных отливок.

Показана возможность замены ферроникеля, применяемого при выплавке серого чугуна, комплексной легирующей добавкой на основе никеля. Сделан химический анализ, исследована структура и определены механические свойства полученного чугуна. Проведено сравнение механических свойств стандартного и экспериментального образцов.

Приведены данные о влиянии основных типов магнийсодержащих модификаторов (ФСМг7; четырех составов модификатора ЖКМК, отличающихся содержанием Ca, РЗМ и Ba; NiMgCe-лигатуры совместно с ферросилицием ФС75) на структурообразование и механические свойства высокопрочного чугуна. Показано, что наличие кальция в составе модификатора типа ЖКМК, а также дополнительно введенных РЗМ и бария при одинаковом содержании магния (7 %) обеспечивает повышение сфероидизирующей способности в 1,5 - 1,8 раза по сравнению с модификатором типа ФСМг. Установлено, что ввод этих элементов в количестве 4 - 7 % в состав модификаторов ЖКМК в отличие от графитизирующих модификаторов на основе ферросилиция с РЗМ или барием не повышает, а наоборот, снижает их графитизирующий потенциал, способствуя повышению склонности к отбелу, увеличению количества перлита в металлической основе, повышению прочности и снижению относительного удлинения высокопрочного чугуна.

Исследовано влияние фосфора на износостойкость серых чугунов. Установлено, что при фрикционном взаимодействии включения фосфидной фазы удлиняются и накапливаются вблизи поверхности, что способствует снижению температуры в зоне трения, коэффициента трения, массовых потерь и увеличению износостойкости материалов.

Представлены обобщенные результаты исследований влияния кальция в составе модификаторов на кристаллизацию, структурообразование и свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Рассмотрены преимущества процесса получения высокопрочного чугуна модифицированием комплексной магний-кальциевой лигатурой, содержащей 7 % Mg и 6 % Ca. Рекомендовано дополнительно модифицировать высокопрочный чугун для тонкостенных отливок в литейной форме силикокальцием.

Исследовано влияние внутриформенного графитизирующего модифицирования ферросилицием, силикокальцием, силикобарием, ферросиликомагнием и магний-кальциевым комплексным модификатором на структурообразование высокопрочного чугуна, модифицированного в ковше магниевой лигатурой. Показано, что применение внутриформенного графитизирующего модифицирования после сфероидизирующего модифицирования в ковше магниевой лигатурой эффективно предотвращает образование отбела, способствует увеличению количества включений шаровидного графита и позволяет получать из высокопрочного чугуна товарные отливки с минимальной толщиной стенки 2,5 мм без термической обработки.

Отмечено, что при легировании серого чугуна медью и серой в структуре литого сплава выделяются отдельной фазой сульфиды, состоящие из комбинаций сульфидов в виде фрагментов, образующих компактные включения сферической формы. Сульфиды образуются на базе металлов (меди, железа и марганца), входящих в состав чугунов. Эти сульфидные включения выступают в роли твердой смазки и влияют на повышение триботехнических свойств таких легированных чугунов. Для получения специальных чугунов, в том числе износостойких, в условиях внешнего трения в качестве легирующих применяются алюминий и титан. Исследовано влияние дополнительного легирования чугуна с медью и серой алюминием или титаном на структуру, химический состав фаз (особенно сульфидов) и механических свойств фаз и сплавов в целом.

Приведены результаты исследования гидроабразивной стойкости чугунов с разной формой графита, нелегированных и микролегированных оловом и сурьмой. Проанализировано влияние на гидроабразивную стойкость перлитизации матрицы в результате микролегирования чугунов.

Проведенные исследования показали, что графитные включения в чугуне, модифицированном гадолинием, состоят из центрального ядра и двойной оболочки. Гадолиний сосредоточен в основном в оболочке графитного включения, прилегающей к его центральному ядру.

Установлено влияние длины и высоты чугунной отливки типа "плита" на равномерность распределения и коэффициент усвоения кремния в объеме литой заготовки. Доказана зависимость степени усвоения дисперсного ферросилиция от его содержания в газифицируемой модели и отливке. Выявлено влияние концентрации кремния в материале литого образца на его микроструктуру. Аналитически описана зависимость концентрации кремния в сером чугуне и коэффициента его усвоения от длины и высоты опытной отливки.

  Скачати повний текст

Изучено влияние легирования никелем (до 2 %) на структуру и механические свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в зависимости от качества шихтовых материалов, метода модифицирования, скорости охлаждения отливок и вида термической обработки. Определены оптимальные условия получения высоких механических свойств легированного никелем высокопрочного чугуна.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.320.3 + К222.320.8

Рубрики:

Кристалізація сірого чавуну. Кристалізація високоміцного чавуну

Вплив легувальних елементів і домішок на структуру і властивості сірого, високоміцного і модифікованого чавуну

Шифр НБУВ: Ж14475 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Получены экспериментальные данные о влиянии легирования медью на структуру и механические свойства отливок из высокопрочного чугуна в зависимости от качества шихтовых материалов, способа плавки, скорости охлаждения и вида термической обработки. Обоснована целесообразность применения легирования медью для получения высокопрочных чугунов марок ВЧ700-2, ВЧ800-2, ВЧ900-2 и повышения прочности высокопрочных чугунов ферритного класса.

Получены экспериментальные данные об особенностях влияния содержания кремния (1,2 - 3,5 %) на кристаллизацию, структурообразование и механические свойства отливок из модифицированного в литейной форме высокопрочного чугуна. Показано, что высокая графитизирующая способность внутрифирменного модифицирования позволяет получать из высокопрочного чугуна без отбела тонкостенные отливки с минимальной толщиной стенки 2,5 мм. Определены технологические условия получения отливок из ферритного высокопрочного чугуна без применения термической обработки.

Установлено качественное и количественное различие фазового состава 4-х разновидностей FeSiMg лигатур, содержащих от 6,5 до 9,4 % мас. Mg, используемых для получения высокопрочного чугуна. Проведено сравнительное исследование модифицирующей способности исследуемых лигатур в условиях внутриформенного модифицирования расплава. Показано, что все лигатуры обеспечивают высокую степень сфероидизации включений графита. По предотвращению образования цементита в структуре тонкостенных отливок лучшей является FeSiMg лигатура с содержанием в ней 2,4 % мас. Са.

С целью повышения физико-механических свойств литья в качестве модификаторов использованы нанопорошки SiC, BN и TiN. Рассмотрено влияние TiN на структуру и свойства серого чугуна, легированного медью и серой в литом, закаленном и отожженном состояниях.