Исследовано влияние избыточного давления на степень усвоения магния при модифицировании чугуна. Показано рафинирующее свойство предварительного вакуумирования расплава. Предложена технология компрессионного сфероидизирующего модифицирования чугуна с предварительным вакуумированием.

Изучено влияние степени деформации до 60 %, режима нагрева и деформации на структуру и свойства высокохромистого чугуна для лопаток дробеметов; установлено поведение остаточного аустенита в связи с параметрами горячего деформирования и возможность вторичного твердения при высоких температурах отпуска.

В результате критического анализа предшествующих данных о чугуне с шаровидным графитом и бейнитно-аустенитной матрицей, известном в литературе под термином АВЧ (аустемперированный высокопрочный чугун), получен оптимальный для проведения дальнейших исследований состав данного чугуна. Это стало основой для подбора соответствующего химического состава металлической шихты, проведения процесса плавки, сфероидизирующего модифицирования чугуна, а также отливки образцов для дальнейших исследований. Эти образцы подвергались аустенизации с последующим изотермическим превращением при различных температурах. Было определено влияние температуры изотермического превращения на структуру и механические свойства чугуна. На основе полученных результатов разработан режим термической обработки АВЧ, обеспечивающий получение оптимальных свойств.

Методом Оже-електронної спектроскопії досліджено концентрації поверхнево-активних домішок - сірки, кисню та елементів, що модифікують - магнію та кальцію на міжфазових границях під час кристалізації заевтектичного чавуну з вермикулярним графітом. Встановлено, що зовнішня конфігурація графітових включень в модифікованих чавунах взаємозв'язана з розподілом сірки та кисню на міжфазових поверхнях розплав - графітове включення, аустеніт - графітове включення. Одержані результати досліджень дозволили отримати експериментальне підтвердження теоретичних положень, умов формоутворення графітових включень вермикулярної форми.

Розглянуто вплив домішок фосфору та сірки на характеристики чавунів, що визначають рівень перехідного електроопору контакту чавун - вуглеграфіт. Урахування усадочних властивостей чавунів та подальшого їх термічного розширення дозволить керувати експлуатаційними характеристиками алюмінієвих електролізерів за рахунок створення щільного контакту між чавунним виливком та вуглеграфітовим блоком.

Досліджено структурні та фазові зміни в графіті сірих чавунів у разі їх вибухової обробки. Розглянуто можливість динамічного синтезу алмазу та дифузійного дроблення графіту в чавуні під час імпульсної та термоциклічної дії на них.

Показано, що утворення ушкоджених графітових вкраплень під час графітизуючого відпалу білого чавуну, модифікованого магнієм, зумовлено різними швидкостями росту графіту в аустеніті і цементитній фазах. Встановлено, що графіт у технічних чавунах переважно зростає у напрямку аустеніту, що містить кремній, і дуже повільно - у напрямку цементиту без кремнію. Підтверджено уявлення про визначальний вплив атомів металічної матриці на форму вкраплень графіту.

Розглянуто хімічний склад, механічні властивості зносостійких чавунів марки "Ніхард" та особливості механізму руйнування цих чавунів в умовах абразивного зношування. Наведено режими термічної обробки чавуну "Ніхард-2" для поліпшення його механічних властивостей у момент ударного навантаження та рекомендації щодо застосування в робочих органах будівельних машин.

Исследовано влияние химического состава и режимов термообработки на структуру, фазовый состав, развитие мартенситного превращения при воздействии абразивных частиц на износостойкость экономнолегированных чугунов 220Х2Г(2-6). Показано, что за счет получения в исследованных сплавах метастабильного аустенита, реализации эффекта самозакалки при нагружении и регулировании структуры, а также развития мартенситного превращения с учетом исходных химического и фазового составов, условий абразивного воздействия можно существенно повысить их износостойкость.

Рассмотрены факторы, обуславливающие повышение прочностных характеристик металла готового инструмента горячего деформирования (пределов упругости, пропорциональности) и теплостойкости (устойчивости свойств металла к разупорядочению в процессе последующих нагревов). Приведены результаты испытаний различных сталей после предлагаемого способа термодеформационной обработки, которому можно подвергать металл с любой микроструктурой, различных форм и габаритов. Разработка предназначена для повышения эксплуатационной стойкости штампового инструмента и других изделий.

Проведены исследования износостойкости высокопрочного чугуна ВЧ80 в различном структурном состоянии. Показано, что его термическая обработка методом изотермической закалки ведет к повышению износостойкости в сравнении с литым состоянием.

Проведены опыты по определению влияния нарастающего содержания серы на формообразование графита в Fe - C - Si сплавах, модифицированных магнием. Получены экспериментальные данные о морфологии графитных включений и характере распределения в них серы, которые дают основание непосредственно связывать ее присутствие в магниевом чугуне с формой образующихся кристаллов графита.

Досліджено зміни структури та властивостей високолегованого чавуну під впливом титану. Оптимальна кількість титану в складі чавуну - 0,28...0,35 %.

Досліджено вплив електрогідроімпульсної обробки розплаву сірих, ковких і високоміцних чавунів на розмір, кількість та розподіл графітної фази. Встановлено загальні тенденції впливу електрогідроімпульсної обробки розплаву з точки зору модифікування структури. Показано можливість комплексування даного методу з традиційним модифікуванням.

Проведено комплекс досліджень мікроморфології первинних графітних кристалів, що утворюються в процесі твердіння сірого чавуну після вакуумного переплаву. Отримані експериментальні дані щодо морфології графітних включень і характер розподілу в них S і O надають підставу безпосередньо пов'язувати їх присутність в розплаві з формою кристалів графіту, які утворюються.

Приведены результаты исследований графитизированных чугунов по таким проблемным вопросам, как механизм формообразования графита, механизм предусадочного расширения и повышенная склонность чугунов с шаровидным графитом к образованию дефектов усадочного происхождения, кристаллизация половинчатых структур, формирование структур бейнита и др. Отмечен и ряд других направлений, по которым исследования проводятся крайне недостаточно, а их результаты могут оказаться очень эффективными: роль малых примесей в чугунах, случаи повышенной хрупкости чугунов с шаровидным графитом и др.

Проанализированы обнаруженные систематические ошибки при авторадиографии проб чугуна и измерениях радиоактивности его фракций. Поэтому можно считать, что адсорбционно-диффузионная теория формирования шаровидного графита не имеет радиоизотопного убедительного экспериментального подтверждения.

Исследовано влияние включений сернистого железа на процесс образования графита при отжиге белого чугуна с повышенным содержанием серы. Показано, что FeS не является подкладочным материалом для зарождения включений углерода отжига. Появление центров графитизации на стыках твердого раствора и неметаллических включений такого типа обусловлено в значительной степени наличием в этих местах пустот, которые облегчают зарождение графита.

Представлены результаты оценки действия остаточного магния в чугуне на форму кристаллов графита, образующихся в процессе затвердевания магниевого чугуна. На основании результатов экспериментов сделан вывод, что остаточный магний, находящийся в свободном состоянии, предохраняет чугунный расплав от проникновения примесей кислородной группы (S и О): кислорода - при длительной выдержке и разливке модифицированного расплава, серы - при затвердевании чугуна в литейных формах с наличием серы в связующих для формовочных материалов.

Путем металлографического анализа и современных физических методов исследования установлено влияние литейных форм различного типа и дополнительного модифицирования на процесс формирования графитных включений в отливках из высокопрочного чугуна.