Індекс рубрикатора НБУВ: К262.206.3

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлены результаты исследований влияния комплексного модифицирования на свойства жаростойкой стали при термоциклировании. Приведен сравнительный анализ структуры и свойств сталей, обработанных Al и комплексным модификатором.

Показано, что распределение марганца между карбидами и металлической основой в высокохромистых чугунах зависит от содержания марганца в сплаве. Легирование карбидов марганцем повышает их твердость.

При помощи метода математического планирования эксперимента установлены регрессионные зависимости, описывающие содержание хрома в металлической основе от химического состава C - Fe - Cr - Mn - Ni чугуна. Рекомендовано оптимальное содержание легирующих элементов для чугунов работающих в условиях гидроабразивного изнашивания в коррозионной среде.

Проведен анализ изменений структуры и свойств высокохромистых чугунов под действием физических и тепловых факторов при механической обработке резанием. Разработана и применена методика оценки силового и теплового воздействия резца на обрабатываемый материал. Литые образцы предварительно обтачивались до диаметра 25 мм. На торцевой поверхности образца длиной 50 мм изготавливали микрошлиф. Силовое воздействие на образцы из высокохромистого чугуна при обработке резанием вызывало образование наклепа. Воздействие температуры на структуру и свойства высокохромистого чугуна при обработке резанием вызывало повышение пластических свойств металлической основы в зоне резания, дробление карбидной фазы и устраняло наклеп. При точении с глубиной резания 0,8 мм происходило только силовое воздействие резца на образец. В поверхностном слое карбидные включения практически не претерпевали изменений, при этом металлическая основа наклепывалась до 1 100 HV50. Воздействие температуры проявилось в повышении пластичности металлической основы в поверхностных слоях образца. Наклеп нагретых поверхностных слоев не происходил. По мере удаления от поверхности резания влияние температурного фактора уменьшалось, а силового сохранялось. Пластичность основы понижалась, что вызывало появление наклепа. Общий нагрев образца уменьшил глубину наклепа до 0,4 мм. Разработана методика оценки изменений структуры и свойств высокохромистого чугуна под действием физических и тепловых факторов при механической обработке резанием. Использование данной методики позволит разрабатывать рекомендации по выбору режимов и условий обработки чугуна резанием.

Показано, что наличие заэвтектических карбидов значительно ухудшает обработку резанием износостойких хромистых чугунов, легированных Ni и Mn, поэтому содержание углерода и хрома в чугунах должно обеспечивать образование карбидной эвтектики. Для большинства износостойких хромистых чугунов, легированных Ni и Mn, содержание углерода до 2,8 % и хрома до 24 % обеспечивает удовлетворительную обрабатываемость.

Цель работы - получение регрессионной зависимости обрабатываемости резанием от химического состава чугуна (C, Cr, Mn и Ni) в литом состоянии. Для построения математической модели использован метод активного планирования эксперимента. Исследованы чугуны состава: 1,09 - 3,91 % С; 11,43 - 25,57 % Cr; 0,6 - 5,4 % Mn; 0,19 - 3,01 % Ni. Для точения использованы резцы с пластинами 10х10 мм из ВК8 по ГОСТ 19051-80. Режимы резания: глубина резания - 0,8 мм, продольная подача - 0,15 мм/об, частота вращения шпинделя 200 - 630 об/мин. Смазочно-охлаждающие жидкости не применяли. Оценка обрабатываемости чугунов проведена путем определения линейного износа задней поверхности резца на единицу длины пути резания. Получено математически вероятностное уравнение регрессионной зависимости износа резца от содержания в обрабатываемом чугуне C, Cr, Mn и Ni. Установлено, что с ростом содержания Cr в чугуне до 14,8 % износ резца снижался в результате образования карбидной эвтектики, которая разрушала сплошной каркас легированного ледебурита. Дальнейшее повышение содержания хрома способствовало появлению хромистых карбидов с высокой микротвердостью, что значительно увеличивало износ инструмента. Проведенные исследования показали, что минимальный износ резца 0,18 мкм/м наблюдался при обработке чугуна состава: 1,09 % C, 14,8 % Cr, 2,3 % Mn и 1,2 % Ni, а максимальный - 48,96 мкм/м при содержании: 3,91 % C, 11,43 % Cr, 5,4 % Mn и 0,19 % Ni. Износ резца, при обработке чугуна содержащего 3,91 % C, 25,57 % Cr, 5,4 % Mn и 0,19 % Ni, составил 47,61 мкм/м. Разработана математически вероятностная модель зависимости износа резца от содержания в обрабатываемом чугуне C, Cr, Mn и Ni. Модель позволяет оптимизировать составы износостойких чугунов для отливок, требующих значительного объема механической обработки резанием. Рекомендованы составы чугунов для различных условий эксплуатации.

При помощи метода математического планирования эксперимента установлены регрессионные зависимости твердости чугунов от содержания в них C, Cr, Mn и Ni после отжига при 690 и 720 °С. Проведенные исследования позволяют более рационально оптимизировать составы чугунов и режимы отжига в зависимости от условий эксплуатации и технологических потребностей. Рекомендованы оптимальные температуры отжига для различных составов чугунов.

Определены особенности влияния термической обработки на высокохромистые чугуны различных типов. Изделия из чугунов, эксплуатируемых в условиях коррозионного воздействия среды, не рекомендуется подвергать высокотемпературной термической обработке. Предложены режимы термической обработки для повышения или понижения твердости чугунов. Для улучшения обрабатываемости чугунов целесообразно применять обезуглероживание поверхности.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.304.3

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в чавуні. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж72605 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Комплексное легирование чугунов требует корректировки режимов термической обработки. С помощью метода математического планирования эксперимента установлены регрессионные зависимости твердости чугунов от содержания C, Cr, Mn и Ni, после изотермической выдержки в течение 1,5 и 4,5 ч при 1050 °С с последующей нормализацией. Рекомендованы оптимальные режимы термической обработки чугунов различного состава.

Предполагается рассмотреть получение зависимостей содержания марганца в металлической основе (Mno) и коэффициента его межфазного распределения (KPMn) от химического состава чугуна в системе Fe - C - Cr - Ni - Mn. Исследовали чугуны, содержащие 1,09 - 3,91 % С, 0,6 - 5,4 % Mn, 11,43 - 25,57 % Cr и 0,19 - 3,01 % Ni. Для построения математической модели распределения марганца использовали метод активного планирования эксперимента. Чугун выплавляли в индукционной печи с основной футеровкой емкостью 60 кг. Марганец, являясь карбидообразующим элементом, распределялся между карбидами и металлической основой. При помощи методов математической статистики установлены регрессионные зависимости концентрации марганца в основе и коэффициента его межфазного распределения от содержания в чугуне С, Mn, Cr и Ni. Концентрация марганца в основе изменялась от 0,37 % при 1,09 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr и 3,01 % Ni до 5,79 % при 1,09 % С, 5,4 % Mn, 25,57 % Cr и 0,19 % Ni. Минимальное значение коэффициента межфазного распределения составило 0,16 в чугуне, содержащем 1,09 % С, 0,6 % Mn, 25,57 % Cr и 3,01 % Ni. При значениях коэффициента КРMn меньше 1, марганец преимущественно концентрировался в металлической основе. Максимальное значение коэффициента КРMn, составило 2,48 при 3,91 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr и 0,19 % Ni. Характер распределения марганца определялся количеством карбидов и соотношением хрома и углерода, определяющим тип карбида. Состав карбидов формировался в результате конкурирования карбидообразующих элементов. Получены регрессионные зависимости содержания марганца в основе и коэффициента его межфазного распределения от химического состава чугуна в системе Fe - C - Cr - Ni - Mn. Установлена зависимость распределения марганца от процессов формирования карбидов. Полученные зависимости позволяют прогнозировать содержание марганца в металлической основе и могут быть использованы при разработке новых составов износостойких чугунов.

Цель работы - анализ процессов образования карбидов и получение зависимости количества карбидов от содержания в чугуне C, Cr, Mn и Ni. Применение методов математической статистики и активного планирования эксперимента позволило получить зависимость количества карбидов от содержания в чугуне C, Cr, Mn и Ni. Минимальное количество карбидов (6,4 %) образуется при содержании в чугуне 1,1 % C, 25,6 % Cr, 5,4 % Mn и 3,0 % Ni, а максимальное (43,7 %) при 3,9 % C, 11,4 % Cr, 0,6 % Mn и 0,2 % Ni.

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.304.3

Рубрики:

Структурні та фазові перетворення в чавуні. Теорія термічної обробки

Шифр НБУВ: Ж72605 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.306.28

Рубрики:

Зносостійкість чавуну

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - дослідження процесів структуроутворення високохромистих чавунів, а саме формування карбідів та металевої основи біля них, а також перерозподіл хрому поміж фазами при охолодженні виливків у формі. Методи дослідження. Аналітичний аналіз публікацій. Металографічний. Мікроструктурний та локальний мікрорентгеноспектральний. Отримані результати. Виявлено, що у процесі кристалізації високохромистих чавунів утворюються фази (карбіди та металева основа) із значною хімічною ліквацією. Встановлено, що після кристалізації під час охолодження виливків у формі відбуваються процеси подібні до термічної обробки, а саме витримка при високих температурах (гомогенізація), відпал (формування вторинних структур). Дослідження усадкових пор виявило карбіди, що не контактували з металевою основою у процесі охолодження, а також металеву основу, що не контактувала з карбідами під час охолодження. За порівняння хімічного складу фаз, що сформувалися у процесі кристалізації із фазами за повного охолодження виливку, встановлено, що вміст Cr в карбідах збільшувався з 36 % до 45 %, а в зонах біля карбів знижувався з 13 % до 8 %. За перерозподілу елементів в металевій основі утворюються зони із різним електрохімічним потенціалом. Наукова новизна. Показано, що карбіди, які утворилися в рідкому стані системи, мали шарувату будову з поступовим зменшенням вмісту хрому від центральних шарів до поверхневих. Це дозволило визначити механізм перерозподілу елементів під час охолодження виливків у формі до вибивки та оптимізувати хімічні склади чавунів для виробів, що експлуатуються без термічної обробки у гідроабразивному середовищі. Практичне значущість. Отримані закономірності структуроутворення високохромистих чавунів можуть бути використані при розробці складів зносостійких чавунів в системі Fe-C-Cr-Mn-Ni для різних умов експлуатації.

Індекс рубрикатора НБУВ: К413.2

Рубрики:

Теорія зносу машин і механізмів

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Мета роботи - дослідження процесів структуроутворення високохромистих чавунів, а саме формування карбідів та металевої основи біля них, а також перерозподіл хрому поміж фазами при охолодженні виливків у формі. Методи дослідження. Аналітичний аналіз публікацій. Металографічний. Мікроструктурний та локальний мікрорентгеноспектральний. Отримані результати. Виявлено, що у процесі кристалізації високохромистих чавунів утворюються фази (карбіди та металева основа) із значною хімічною ліквацією. Встановлено, що після кристалізації під час охолодження виливків у формі відбуваються процеси подібні до термічної обробки, а саме витримка при високих температурах (гомогенізація), відпал (формування вторинних структур). Дослідження усадкових пор виявило карбіди, що не контактували з металевою основою у процесі охолодження, а також металеву основу, що не контактувала з карбідами під час охолодження. За порівняння хімічного складу фаз, що сформувалися у процесі кристалізації із фазами за повного охолодження виливку, встановлено, що вміст Cr в карбідах збільшувався з 36 % до 45 %, а в зонах біля карбів знижувався з 13 % до 8 %. За перерозподілу елементів в металевій основі утворюються зони із різним електрохімічним потенціалом. Наукова новизна. Показано, що карбіди, які утворилися в рідкому стані системи, мали шарувату будову з поступовим зменшенням вмісту хрому від центральних шарів до поверхневих. Це дозволило визначити механізм перерозподілу елементів під час охолодження виливків у формі до вибивки та оптимізувати хімічні склади чавунів для виробів, що експлуатуються без термічної обробки у гідроабразивному середовищі. Практичне значущість. Отримані закономірності структуроутворення високохромистих чавунів можуть бути використані при розробці складів зносостійких чавунів в системі Fe-C-Cr-Mn-Ni для різних умов експлуатації.

Індекс рубрикатора НБУВ: К413.2

Рубрики:

Теорія зносу машин і механізмів

Шифр НБУВ: Ж16166 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: К222.308

Рубрики:

Вплив легувальних елементів і домішок на структуру і властивості чавуну

Шифр НБУВ: Ж72605 Пошук видання у каталогах НБУВ