Повышение стабильности структуры и свойств ответственных деталей машиностроения из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Закиров Эрнст Сергеевич

• Закиров Эрнст Сергеевич
• кандидат наук
• 2023

Оглавление диссертации кандидат наук Закиров Эрнст Сергеевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Анализ проблемы нестабильности структуры и свойств ответственных деталей машиностроения из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

1.1 Факторы, влияющие на качество заготовок машиностроения из высокопрочных чугунов

1.2 Современный опыт производства чугунов с вермикулярным графитом

1.3 Анализ теории и практики модифицирования чугунов

1.4 Тяжелые модификаторы для сфероидизирующей обработки чугуна

Глава 2. Материалы и методы исследований

2.1 Методология изготовления и отбора исследовательских проб опытных модификаторов и чугунов

2.2 Методики исследования химического состава

2.3 Методики анализа микроструктуры и механических свойств

Глава 3. Исследование влияния технологических факторов на структуру и потребительские свойства магнийсодержащих модификаторов на железокремниевой основе

3.1 Исследование влияния условий кристаллизации

3.2 Исследование модифицирующей способности

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ

Глава 4. Совершенствование технологий модифицирования чугуна с вермикулярным графитом с целью повышения стабильности структуры и свойств ответственных деталей машиностроения

4.1 Исследования влияния состава и температуры на активность магния в расплавах системы Бе-М-М^^

4.2 Разработка структуры и потребительских свойств магнийсодержащих модификаторов на железоникелевой основе

4.3 Совершенствование технологий модифицирования чугуна с 64 вермикулярным графитом с применением разработанных

магнийсодержащих модификаторов на железоникелевой основе

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ

АБЧ - аустенитно-бейнитный чугун; ГОСТ - государственный стандарт;

ЖНМг - магнийсодержащие лигатуры-модификаторы на железоникелевой основе;

ИСТ - индукционная тигельная электропечь;

КХА - количественный химический анализ;

м.ж.м. - масса жидкого металла;

ПАЭ - поверхностно-активные элементы;

РЗМ/ЩЗМ - редкоземельные/щелочноземельные металлы;

ССГ - степень сфероидизации графита;

СЧ - серый чугун;

ФСМг - магнийсодержащие лигатуры-модификаторы на железокремниевой основе;

ЧВГ - чугун с вермикулярным графитом; ЧШГ - чугун с шаровидным графитом; ЦБЛ - центробежное литье.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение стабильности структуры и свойств ответственных деталей машиностроения из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Чугун является главным конструкционным материалом для литых заготовок машиностроения, доля которого в общем объеме составляет около 80%.

Основными потребителями чугуна в машиностроении выступают отрасли автомобильная 40%), нефтегазовая (~18%), сельскохозяйственная (~8%) и железнодорожная (~8%) отрасли, отрасль тяжелого машиностроения (~9%), а также авиация, космос и военно-промышленный комплекс, суммарно составляющие около 8%. Оставшиеся доли по 2 % распределяются между станкостроением, химической и электрической промышленностями, а также другими направлениями [1].

Вместе с тем, закономерно развивающиеся требования, предполагающие увеличение надёжности узлов деталей машин при эксплуатации, с одновременным снижением их себестоимости, требуют развития качественных характеристик чугуна [2], под которыми в первую очередь понимаются потребительские свойства, которые определяются прежде всего механическими (предел прочности, твердость, пластичность и т.п.), а также физическими (теплопроводность, ростоустойчивость и пр.) характеристиками.

В этой связи наибольший потенциал для достижения поставленной задачи представляют высокопрочные чугуны с шаровидным (ЧШГ) [3, 4] и в особенности с вермикулярным (ЧВГ) графитом [5-13], которые обладают уникальным сочетанием механических и физических характеристик и при этом имеют хорошие технологические свойства.

Одним из главных способов управления потребительскими свойствами чугуна является воздействие на его микроструктуру путём модифицирования специальными добавками [14-17], формирующих характер и морфологию основных структурных составляющих [18-19], изменяя которые и возможно добиться заданного комплекса свойств для конечного изделия. Например, для получения чугуна с шаровидным или вермикулярным графитом [108-110]

используются сфероидизирующие модификаторы, основными действующими элементами которых являются магний и РЗМ.

Основными сфероидизирующими модификаторами в настоящий момент являются ферро-силико-магниевые (ФСМг) композиции на основе 40-45% кремния и остаточного железа, в состав которых также входит магний от 5 до 7%, редкоземельные (церий, лантан) и щелочноземельные металлы (кальций, барий, стронций) суммарным содержанием по 1,5 % каждой группы.

На сегодняшний день сложился определенный подход при разработке сфероидизирующих модификаторов, который главным образом нацелен на подбор наиболее дешёвого химического состава по основным действующим элементам и подходящей для конкретных условий применения фракции модификаторов, в результате чего приведенные выше диапазоны по составу ФСМг модификаторов могут незначительно варьироваться, но кардинальных изменений уже не претерпевают.

Такой подход достаточен при изготовлении заготовок из ЧШГ общего назначения для малонагруженных неответственных деталей, для которых допускаются большие разбеги по соотношению структурных элементов металлической матрицы (феррит/перлит), форме, размерам и распределению графита, и которые чаще всего вообще не подвергаются контролю микроструктуры, ограничиваясь лишь стандартной проверкой механических свойств и химического состава по основным элементам.

Но если требуется обеспечить стабильное получения ЧШГ деталей ответственного и особо ответственного назначения [20], для которых предъявляются повышенные потребительские характеристики и специальные свойства, которые должны быть воспроизведены в узких интервалах и с высокой повторяемостью в реальных условиях массового производства, обозначенных выше принципов разработки магнийсодержащих модификаторов уже недостаточно. Для таких случаев требуется оговаривать дополнительные параметры и принимать во внимание влияние состава и структурных

составляющих самих модификаторов на структуру, получаемых с их помощью чугунов, что до настоящего времени мало изучено [21-23].

Особенно сильно указанная проблема проявляется на производствах- где используются ковши небольшой емкости (от 10 до 100 кг), в которых при обработке классическими лёгкими магнийсодержащими модификаторами на железокремниевой основе процесс модифицирования проходит нестабильно, с плохо предсказуемым усвоением основных рабочих модифицирующих элементов, что выливается в несоответствия требованиям к потребительским свойствам изготавливаемых изделий.

Аналогичные проблемы существуют и для производств единичного типа, в которых вес одной заготовки может достигать несколько десятков и даже сотен тонн, в результате чего цена ошибки возрастает многократно, а помимо материальных затрат накладываются еще и временные потери.

Перечисленные проблемы являются одними из основных причин, сдерживающих распространение чугунов с шаровидным, и, особенно, с вермикулярным графитом [24].

Дополнительным фактором является появившийся в последнее время «большой выбор» составов модификаторов [25], который не столько дает возможность реального выбора, сколько увеличивает и без того сложившийся хаос, в результате чего увеличивается разнообразие структур, которые наследуются в получаемом изделии от этих модификаторов.

Учитывая, что на структуру чугуна также оказывают влияние элементы структур шихтовых материалов, на которых в действующих рыночных условиях производители зачастую стремятся сэкономить, а также способы, термовременные параметры и режимы подготовки расплава чугуна [22, 23, 26], в конечном счете в процесс формирования структуры вносится большая неоднородность, которая возрастает и становится плохо управляемой от перечисленных факторов.

Таким образом, одной из важнейших задач для материаловедов является выявление механизмов структурообразования чугуна в жидком, твёрдом и

кристаллизующемся состоянии, а также зависимостей при взаимодействии чугунных расплавов с модифицирующими добавками и совершенствование на их основе технологий модифицирования, в том числе разработка на основе выявленных закономерностей специальных требований к структуре и количественным характеристикам отдельных фаз модификаторов, которые обеспечат стабильность, устойчивость и заданные структуры и потребительские свойства чугунных изделий.

Описанная проблематика предопределила актуальность настоящих диссертационных исследований, направленных на совершенствование технологии модифицирующей обработки высокопрочных чугунов для повышения стабильности получаемой структуры и потребительских свойств деталей машиностроения.

Объектом исследования в данной работе являются чугуны с шаровидным и вермикулярным графитом для ответственных деталей машиностроения.

Предметом исследования является влияние составов, структур и свойств магнийсодержащих лигатур-модификаторов на структуру и свойства высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом.

Цель работы заключается в обеспечении стабильности структуры и свойств машиностроительных деталей из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом путем применения сфероидизирующих лигатур-модификаторов с научно обоснованными структурой и составом.

В связи с поставленной целью в работе решались следующие научные и практические задачи:

- анализ проблемы нестабильности структуры и свойств ответственных деталей машиностроения из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом;

- исследование влияния технологических факторов изготовления магнийсодержащих модификаторов на их на структуру и потребительские свойства;

- совершенствование технологий модифицирования чугуна с вермикулярным графитом с целью повышения стабильности структуры и

свойств ответственных деталей машиностроения, в том числе исследование влияния состава и температуры на активность магния в расплавах системы Fe-а также разработка структуры и потребительских свойств магнийсодержащих модификаторов на железоникелевой основе.

Практическая ценность работы реализуется в следующем:

Результаты исследований внедрены в технологических процессах на следующих предприятиях:

1) АО «Транспневматика» - при изготовлении литых заготовок дискового тормоза грузовых вагонов из чугуна с вермикулярным графитом;

2) ООО «КАМЛИТ» - при изготовлении литых заготовок рабочих органов погружных насосов из аустенитного чугуна ЧН16Д7ГХШ с шаровидным графитом типа НИРЕЗИСТ - это ростоустойчивый чугун, легированный никелем более 13%, обладающий уникальным комплексом физико-механических и технологических свойств, недостижимых в других материалах, который все шире применяется в различных отраслях техники.

3) АО «Костромской завод автокомпонентов» - при изготовлении литых заготовок гильз цилиндров из специального чугуна с шаровидным графитом.

Полученные практические результаты, при которых была экспериментально подтверждена воспроизводимость ключевой для эксплуатационных свойств чугуна с вермикулярным графитом характеристики, а именно доли графита вермикулярной формы свыше 70-80%, а также достигнуто усвоение основных элементов модификатора чугунным расплавом (магния 70% и более, лантана > 80%, церия > 90%), при использовании модификатора на железоникелевой основе, могут быть использованы инженерами машиностроительных производств для разработки технологии изготовления ответственных деталей машин и механизмов.

Выявленные закономерности связи исходной структуры модификаторов и режимов кристаллизации и особенностей модифицирующей обработки расплава поверхностно-активными элементами, а также размера магнийсодержащих фаз и строения металлической матрицы сфероидизирующих модификаторов

позволяют снизить материальные затраты при получении высокопрочных чугунов в ковшах малой емкости и деталей из специальных никельсодержащих чугунов с аустенитной матрицей, а также для чугунов с аусферритной (бейнитной) структурой, что может быть использовано при разработке технологических процессов модифицирующей обработки и подготовки исходного расплава, а также применено экономическими службами предприятий при нормировании материалоемкости литых заготовок.

Разработанная технология получения магнийсодержащих модификаторов с заданным составом, структурой и свойствами может быть использованы производителями сфероидизирующих модификаторов.

Практические и теоретические результаты исследований внедрены в учебный процесс Набережночелнинского института КФУ и могут быть использованы в учебных процессах других ВУЗов при подготовке материаловедов и специалистов родственных специальностей.

Результаты исследований имеют практическую значимость как для производства, так и для учебного процесса при подготовке бакалавров и магистров по направлениям «Материаловедение и технологии материалов», «Машиностроение» по дисциплинам «Перспективные материалы» и «Материаловедение».

Научная новизна заключается в следующем:

- установлены закономерности влияния химического состава лигатуры на активность магния при различных температурах расплава системы Fe-Ni-Mg-Si;

- выявлены закономерности влияния условий модифицирования и кристаллизации на структуру сфероидизирующих модификаторов на железокремниевой и железоникелевой основе;

- установлена взаимосвязь состава и структуры магнийсодержащих лигатур на их физико-механические свойства;

- установлено влияние состава и структуры сфероидизирующих модификаторов на железокремниевой и железоникелевой основе на физико-

механические свойства высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом.

Достоверность результатов обеспечена следующим:

- экспериментальные данные получены с применением известных научных методов и известных и усовершенствованных методик исследования, использованием аттестованного и сертифицированного оборудования, а также известных методов обработки данных и современного математического аппарата;

- термодинамические расчёты произведены с использованием современных справочных данных и известных математических моделей;

- сформулированные в диссертации научные положения, выводы и рекомендации обоснованы теоретическими решениями и экспериментальными данными, полученными в работе, и не противоречат известным положениям технической науки материаловедения.

Достоверность результатов исследований подтверждается актами промышленных испытаний (приложение 1) и внедрения (приложение 2-4) разработанных лигатур-модификаторов в машиностроительных производствах при изготовлении уникальных изделий ответственного назначения, обладающих повышенными эксплуатационными требованиями к воспроизводимости микроструктуры и свойств в узких пределах, таких как:

- рабочие органы погружных насосов из аустенитного чугуна типа «НИРЕЗИСТ» с шаровидным графитом;

- гильз цилиндров из специального высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, изготавливаемых центробежным способом в разовые металлические формы;

- тормозных дисков высокоскоростных электропоездов «Ласточка» из высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом с долей вермикулярного графита не менее 90%.

Личный вклад автора диссертации. Основные исследования проводились в НЧИ КФУ и ПАО «КАМАЗ». Термодинамические расчеты активности магния в системе Бе-М-М^^ при различных концентрациях элементов и температуры проводились в АО «НИИМ». Производственные испытания проводились на литейных предприятиях ПАО «КАМАЗ», ООО «Камлит» (г. Чистополь); АО "Костромской завод автокомпонентов" (г. Кострома); АО «Транспневматика» (г. Первомайск).

Автором лично поставлены цель и задачи исследований, разработаны и сформулированы основные положения, выводы и рекомендации. Все представленные в работе оригинальные исследования физико-механических характеристик опытных модификаторов и полученных с их использованием отливок, химического состава лигатур и высокопрочных чугунов, натурные испытания в реальных производственных условиях организованы автором и выполнены при его непосредственном участии.

Автор выражает благодарность следующим специалистам, которые помогали в проведении и обсуждении результатов экспериментов и испытаний, а также во внедрении результатов разработок: Дегтяревой Н.Г., Агееву Ю.А., Астащенко В.И., а также персоналу центрально-заводской лаборатории и цеха точного стального литья литейного завода ПАО «КАМАЗ», коллективу предприятий ООО «КАМЛИТ», АО «Транспневматика» и АО "Костромской завод автокомпонентов".

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ПРОБЛЕМЫ НЕСТАБИЛЬНОСТИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ОТВЕТСТВЕННЫХ ДЕТАЛЕЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ ИЗ ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ И ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ

1.1 Факторы, влияющие на качество заготовок машиностроения из высокопрочных чугунов

Как было отмечено во введении, современное стремительное развитие техники и технологий, а также конкурентная борьба устанавливает все новые планки для машиностроения, которые для удовлетворения постоянно растущих требований потребителя должны проводить работу по постоянному улучшению качества, снижения себестоимости и сроков изготовления и освоения новых заготовок машиностроения [27-34].

В то же время, в первые десятилетия двадцать первого века сложилась критическая ситуация, когда качество чугунов не то что не выросло, а напротив даже ухудшилось, что закономерно привело к увеличению уровня брака машиностроительных заготовок по макро- и микроструктуры и, как следствие, потребительским технологическим и эксплуатационным свойствам [35].

Причинами данных проблем стали, во-первых - постоянное утонение сечений деталей с параллельно возросшими требованиями по механическим характеристикам и усложнением геометрии деталей. Во-вторых - массовое использование в производстве дешевых технологических материалов, в основном конечно шихтовых, продиктованное стремлением снижения себестоимости продукции, послужило причиной появления большого разнообразия шихтовых материалов, имеющих в свою очередь разную и неопределенную наследственность своих структурных составляющих [36].

Таким образом, для производственника была сформулирована новая задача - получить к определенному времени помимо серийно контролируемых параметров технологического процесса еще и заданный структурный состав металла, причем индивидуальный для каждой группы деталей.

Реализация таких требований подразумевает под собой понимание и знание профильными специалистами процессов, протекающих при формировании структуры в процессе плавки, внепечной и модифицирующей обработки [37]. При этом, под модифицированием нужно иметь в виду весь комплекс изменений структурного состояния, на который влияет множество факторов, основные из которых - это шихтовые материалы, процесс плавки, сама модифицирующая обработка, которые в конечном счете должны быть направлены на формирование определенного структурного строения для обеспечения требуемой микроструктуры чугуна.

Решающее влияние на ход кристаллизации в чугунах оказывают состояние и связи углерода, в свободном состоянии обладающим множеством полиморфных модификаций, число которых постоянно пополняется новыми формами [38].

Масштабные и последовательные разработки механизмов структурообразовния чугуна велись в трудах следующих отечественных и зарубежных учёных: Александрова Н.Н. [9], Андреева В.В. [49, 86], Арсентьева П.П. [27], Баландина Г.Ф. [53], Барышева Е.Е. [28], Баума Б.А. [29, 36], Беха Н.И. [40], Бестужева Н.И. [37], Бубликова В.Б. [39], Болдырева Д.А. [4, 47], Бунина К.П. [73], Булдыгина С.В. [105, 107], Ващенко К.И. [110], Гиршовича Н.Г. [108, 109], Гольдштейна Я.Е. [15, 16], Давыдова С.В. [4, 25, 44, 96, 97], Диброва И.А. [1, 24], Доусона С. [83, 88], Жукова А.А. [41], Захарченко Э.В. [45], Корниенко Э.Н. [42, 43, 46, 61-62], Коровина В.А. [3], Королева С.П. [5, 86, 87], Косникова Г.А. [109], Лекаха С.Н. [37], Леушина И.О. [2, 3], Литовка В.И. [35], Макаренко К.В. [18], Никитина В.И. [23, 75], Панова А.Г. [14, 21, 22, 57-60, 79, 80], Поддубного А.Н. [90], Ри X. [34], Рябчикова И.В. [67, 68, 78], Софрони Л. [10, 110], Скаланд Т. [91], Стефанеску Д. [17], Таран Ю.Н. [73, 74], Шермана А.Д. [41] и др., что обеспечило широкое внедрение и распространение чугуна с шаровидным графитом для деталей машиностроения, однако аналогичной глубины и разработанности темы по чугунам с вермикулярным графитом и соответствующего развития этого материала в

отечественном машиностроении до настоящего времени не произошло, что и предопределило актуальность настоящих исследований.

Помимо прочего сложность заключается в том, что чугуны являются многокомпонентными сплавами, в состав которых входит как минимум десять регламентированных (^ S, Si, Mn, Cr, Ni, Ti, P, Л1, Fe) и, как минимум, один не регламентированный элемент - кислород, которые имеют большое количество комбинаций, и которые в свою очередь по-разному воздействуют на структурообразование чугуна при различных концентрациях.

В то же время, есть ограничения по возможностям изучения процессов, которые протекают при температуре свыше 1000 °С, как по имеющемуся инструментарию, так и по методам исследования.

И наконец, дополнительную сложность вносит конкуренция между изготовителями оборудования и материалов для изготовления чугуна, которые дают порой одностороннюю информацию, концентрируясь лишь на внесённых в регламенты достоинствах своего продукта и опуская недоработки и наследственные структурные недостатки, не учтённые регламентами, с которыми впоследствии производственники остаются один на один.

Названые причины привели к тому, что в настоящее время фактически отсутствует единая теория модифицирования расплавов системы железо-углерод, которая бы описывала все методы модифицирующей обработки, что в свою очередь обусловлено тем, что в настоящее время нет общепризнанной модели механизма образования центров кристаллизации, которая бы снимала все противоречия, т.е. данный механизм разрабатывается в зависимости от выбранной теории, принятой в конкретном научном сообществе, которая в свою очередь предполагает разработку определенного (персонального) вида модификатора для получения чугуна.

Таким образом под каждую теорию разрабатывается индивидуальный модифицирующий состав, в результате чего к настоящему времени существует более десятка теорий модифицирования и свыше сотни различных видов модификаторов, в которых содержатся от нескольких до полутора десятков

различных компонентов. Разобраться в этом многообразии модификаторов весьма непросто. Таким образом возникает серьезная дилемма выбора технологии модифицирующей обработки и типа самого модификатора, которые вдобавок ко всему должны соответствовать конкретным условиям применения отдельно взятого производства.

К настоящему времени имеется большой объем практической информации в области модифицирования чугунов, анализируя которую возникает вопрос: почему при одинаковых условиях, составах модификаторов и аналогичных технологиях модифицирующей обработки, порой получаются сильно разнящиеся результаты? Этот вопрос требует научного решения для технологического суверенитета, в противном случае отечественные производители могут проиграть в конкурентной борьбе с интенсивно развивающимися в настоящее время азиатскими производителями (в первую очередь Индия и Китай) как по качеству и соответствующими дополнительными затратами на замену бракованной продукции, так и по количеству. Перечисленные потери будут ограничивать производственные мощности отечественной промышленности и тормозить развитие как перспективных высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом, так и машиностроительной отрасли в целом.

В 2023 г. с момента появления первой информации о получении чугуна с шаровидной формой графита исполнится 75 лет [39]. Полученный материал оказался настолько удачным [40], что достаточно быстро завоевал свое место в семействе чугунов не только опередив по применяемости традиционные марки из серого и ковкого чугуна, но и заменив их, а также стальное литье, и даже кованую сталь [41]: так по состоянию на 2020 год доля высокопрочного чугуна в мировом производстве занимает около 40% и составляет более 50% от общего количества производимых чугунных заготовок.

Вместе с тем в начале 90-х годов двадцатого века в мировом выпуске высокопрочного чугуна с шаровидным графитом более 50% составляли центробежнолитые трубы, однако к настоящему времени из ЧШГ в мировой

практике изготавливается широкая гамма деталей для автомобилестроительной отрасли, таких как блоки цилиндров и головки блока цилиндров; коллекторы и тройники системы выпуска; шатуны; поршни; поршневые кольца; коленчатые и распределительные валы; картеры главных передач заднего моста, делителя передач, коробки переменных передач и др..; кронштейны рессор, барабаны тормозные; диски сцепления, маховики; корпуса турбин; крышки подшипников; ступицы; зубчатые колёса; сервоцилиндры и сервопоршни; кулаки заднего моста; рычаги поворотного кулака и поворотные шкворни; водила планетарного механизма конечной передачи; корпуса передней оси и др.

С другой стороны, данный материал нашел широкое применение в металлургической и нефтегазовой промышленности: так чугун с шаровидным графитом является самым распространенным материалом для изготовления массивных валков для сортопрокатных и листопрокатных станов, изложниц для прокатных и поковочных слитков массой до 10 тонн, других деталей для оборудования «большой» металлургии, запорной арматуры; подшипников скольжения и др. [39, 42].

Авторами [43] отмечается высокий потенциал данного материала для изготовления исходных заготовок для последующей термической обработки на аустенитно-бейнитную структуру, при изготовлении особо ответственных деталей зубчатых передач, коленчатых валов а также элементов подвески легковых и грузовых автомобилей, что позволило бы заменить стальную поковку на более технологичную чугунную отливку, которая имеет практически неограниченные возможности для воспроизведения любой геометрии детали, которую задаст конструктор.

Все вышеперечисленное позволяет сделать вывод, что в будущем чугун с шаровидным графитом будет динамично развиваться и по всей видимости станет главным конструкционным материалом как по объемам выпуска, так и по области применения, потеснив менее технологичные сталь и алюминиевые сплавы, имеющие к тому же более высокую себестоимость.

До 1980-х годов отечественными исследователями проводилась большая работа по двум основным направлениям:

1) исследование закономерностей структурообразования графитовых включений высокопрочных чугунов [39, 44-46];

2) изучение и совершенствование технологических свойств высокопрочных чугунов [39, 47, 48],

в результате которых была разработана технология изготовления чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом, а также стандарты для отливок из ЧШГ [41].

Вместе с тем к началу 1990-х годов в связи с известными изменениями политической формации страны количество фундаментальных и прикладных исследований по ЧШГ снизились, а по ЧВГ и вовсе прекратились, что послужило причиной разрыва теоретических наработок [39-40, 49] от практики изготовления высокопрочных чугунов: на деле попытки освоения чугуна с вермикулярным графитом в конце 1980-х начале 1990-х годов не привели к успеху, из-за нестабильности получения графита вермикулярной формы [50].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Закиров Эрнст Сергеевич, 2023 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Дибров И.А. Перспективы развития литейного производства России / И.А. Дибров // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Наука и технологии модифицирования чугуна» / Издательство Казанского университета ; под ред. А.Г. Панова. - Казань, 2022. - С. 5.

2. Леушин И.О. Современные тренды производства чугунного литья / И.О. Леушин, А.Г. Панов // Чёрные металлы. - 2021. - № 7. - С. 32-40.

3. Коровин В.А. Высокопрочный чугун и изготовление чугунных отливок крупной формы взамен стальных / В.А. Коровин, И.О. Леушин, Р.Н. Палавин // Труды восьмого съезда литейщиков России. Т.1 «Черные и цветные сплавы».

- Ростов-на-Дону, 2007. - С. 64-68.

4. Болдырев Д.А. Высокопрочный чугун с шаровидным и вермикулярным графитом - оптимальный материал для автомобилестроения / Д.А. Болдырев, Л.И. Попова, С.В. Давыдов // Литейное производство. - 2017. -№ 5. - С. 2-4.

5. Королев С.П. Управление процессом производства отливок из чугуна с вермикулярным графитом / С.П. Королев, Э.В. Панфилов, Д.А. Гуртовой, С.Н. Харисов // Литейное производство. - 2009. - № 12. - С. 13-16.

6. Dawson S. Compacted Graphite Iron - A New Material for Highly Stressed Cylinder Blocks and Cylinder Heads / S. Dawson, F. Indra // 28th International Vienna Motor Symposium. - 2007.

7. SINTERCAST [сайт]. Sweden - . - URL http://www.sintercast.com/ (дата обращения 01.01.2023). - Текст. Изображения : электронные.

8. Jonuleit M. Beitrag zur Herstellung von Gusseisen mit Vermiculargraphit (GJV) / M. Jonuleit, W. Maschke // GIESSEREI-RUNDSCHAU. - 2012. - № 11/12.

- s. 282-287.

9. Bobylev F.K. Compacted graphite iron for D50 cylinder liners / F.K. Bobylev, A.S. Glinkin, N.N. Aleksandrov, V.I. Popov // Russian Castings Production. - 1976. -pp. 445-446.

10. Riposan M. Contribution to the study of some technological and applicational properties of compacted graphite cast iron / Riposan, M. Chisamera, L. Sofroni // AFS Transactions, 85-07. - 1985. - pp. 35-48.

11. K.R. Ziegler. The effect of matrix structure and alloying on the properties of compacted graphite iron / K.R. Ziegler, J.F. Wallace // AFS Transactions, 84-123. -pp. 735-748.

12. Нехтельбергер Е. Уровень развития производства ЧВГ, свойства и применение / Е. Нехтельбергер, Н. Пур, Й.В. Нессельроде, А. Накаясу // Практика литейного производства, часть 1. - 1982. - .№22. - с. 359-372 и Практика литейного производства, часть 2. - 1982. №23/24. - с. 375-396.

13. Нехтельбергер Е. Структура и свойства ЧВГ / Е. Нехтельбергер, В. Люкс // Практика литейного производства. - 1984. - №11. - с. 177-187.

14. Панов А.Г. Стабильное модифицирования высокопрочных чугунов. Метод, модификаторы, технологии / А.Г. Панов. - Saarbrucken : LAMBERT Academic Publishing, 2013. - 348 с. Библиогр.: с. 342-348. - ISBN 978-3-65919101-5.

15. Гольдштейн Я.Е. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали / Я.Е. Гольдштейн, В.Г. Мизин // Металлургия. - 1986. - с. 272.

16. Гольдштейн Я.Е. Инокулирование железоуглеродистых расплавов / Я.Е. Гольдштейн, В.Г. Мизин // Металлургия. - 1993. - с. 416.

17. Stefanescu D.M. Modeling of Cast Iron Solidification - The Defining Moments / D.M. Stefanescu // Metallurgical and Materials Transactions. - 2007. - V. 38A. - №7. - Р. 1433-1447.

18. Макаренко К.В. Идентификация графитовых включений в чугунах / К.В. Макаренко // Литейное производство. - 2009. - №4. - С. 2-6.

19. Skaland T. Inoculation material improves graphite formation in ductile iron / T. Skaland // Modern Casting. - 2001. - № 12. - Р. 43-45.

20. Гуртовой Д.А. Совершенствование технологии получения и свойств машиностроительных заготовок из чугуна с вермикулярным графитом: специальность 05.16.09 «Материаловедение (в машиностроении)» : автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Гуртовой Дмитрий Андреевич ; Казанский (Приволжский) федеральный университет. - Набережные Челны, 2019. - 20 с. - Место защиты: Казанский (Приволжский) федеральный университет.

21. Панов А.Г. О влиянии окисленности Fe-Si-Mg лигатур на свойства ЧШГ, полученного разными методами модифицирования / А.Г. Панов, А.Э. Корниенко // Литейщик России. - 2010. - № 1. - С. 27-34.

22. Панов А.Г. Влияние микроструктуры литых Fe-Mg-Ni лигатур на кристаллизацию и микроструктуру модифицированного высокопрочного чугуна / А.Г. Панов // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. - 2010. - №11. - С. 55-60.

23. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах: учебное пособие по курсу лекций / В.И. Никитин. - Самара : Самарский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2015. - 170 c. - ISBN 978-5-7964-1882-6.

24. Дибров И.А. Состояние и перспективные направления развития литейного производства России / И.А. Дибров // Литейщик России. - 2011. - №9.

- С. 9-15.

25. Давыдов С.В. Рынок модификаторов - хаос или развитие? / С.В. Давыдов, А.Г. Панов, А.Э. Корниенко // Металлургия Машиностроения. - 2006.

- № 3. - с. 8-9.

26. Панов А.Г. Управление качеством чугуна дуговой плавки для ответственных автомобильных отливок / А.Г. Панов, Э.В. Панфилов, Д.А. Гуртовой // Литейное производство. - 2011. - № 12. - С. 5-7.

27. Арсентьев П.П. Металлические расплавы и их свойства / П.П. Арсентьев, Л.А. Коледов. - Москва : Металлургия, 1976. - 376 с.

28. Барышев Е.Е. Исследование и разработка технологических процессов повышения качества металлопродукции на основе анализа взаимосвязи жидкого и твёрдого металлических состояний : специальность 05.16.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов» : диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук / Барышев Евгений Евгеньевич ; Уральский

государственный технический университет - УПИ имени Б.Н. Ельцина. -Екатеринбург, 2007. - 324 с.

29. Цепелев В.С. Свойства металлических расплавов: сборник в 2 ч. / В.С. Цепелев, В.В. Конашков, Б.А. Баум, Г.В. Тягунов, Е.Е. Барышев. -Екатеринбург : Уральский государственный технический университет - УПИ имени Б.Н. Ельцина, 2008. - Ч.2. 383 с. - ISBN 978-5-321-01379-3.

30. Гаврилин И.В. О механизме развития химической и структурной неоднородности в жидких сплавах в связи с их строением / И.В. Гаврилин // Тезисы докладов III научно-технического семинара «Наследственность в литых сплавах» / Куйбышев политехнический институт. - Куйбышев, 1987. - С. 18-19.

31. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов / И.В. Гаврилин. - Владимир : Владимирский государственный университет, 2000.

- 260 с. - ил., табл., 20 см. - ISBN 5-89368-175-4.

32. Гаврилин И.В. Строение жидкого и твёрдого металлов / И.В. Гаврилин, Г.С. Ершов, И.К. Каллиопин // Свойства сплавов в отливках. - 1975. - С. 39-46.

33. Гаврилин И.В. Что дают исследования строения жидких сплавов для практики литья? / И.В. Гаврилин // Литейное производство. - 1988, № 9. - С. 3-4.

34. Ри Хосен. Влияние компонентов на свойства жидкой фазы и структурообразование синтетических чугунов / Хосен Ри. - Владивосток; Хабаровск: ДВО РАН: издательство Хабаровского государственного технического университета, 1997. - 197 с.

35. Литовка В.И. Повышение качества высокопрочного чугуна в отливках / В. И. Литовка. - Киев : Наукова думка, 1987. - 206 с.

36. Кушнир М.Н. Влияние шихтовых материалов на свойства промышленных сталей в жидком и твердом состояниях / М.Н. Кушнир, Б.А. Баум и др. // Металлургические методы повышения качества стали. -1979. - С. 228 - 235.

37. Леках С.Н. Внепечная обработка высококачественных чугунов в машиностроении / С.Н. Леках, Н.И. Бестужев. - Минск : Наука и техника, 1992.

- 269 с. - ISBN 5-343-00928-Х.

38. Дунаев А. Богатое семейство углеродных материалов / А. Дунаев, А. Шапорев // Нанотехнологическое сообщество Нанометр. - 2008. - URL http://www.modificator.ru/articles/carbon mat6.html (дата обращения 02.03.2023). - Текст. Изображения : электронные.

39. Бубликов В.Б. Высокопрочному чугуну - 60 (Обзор) / В.Б. Бубликов // Литейное производство. - 2008. - №11. - С. 2-8.

40. Шебатинов М.П. Высокопрочный чугун в машиностроении / М.П. Шебатинов, Ю.Е. Абраменко, Н.И. Бех. - Москва: Машиностроение, 1988. - 216 с.

41. Шерман А.Д. Чугун. Справочник / А.Д. Шерман, А.А. Жуков, Э.В. Абдуллаев и др. - Москва : Металлургия, 1991. - 576 с. - ISBN 5-229-008105.

42. Корниенко Э.Н. Высокопрочный чугун с карбидами титана - новый материал для подшипников скольжения / Э.Н. Корниенко, М.С. Колесников, А.Г. Панов // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Механика машиностроения» / Камский политехнический институт. -Набережные Челны, 1997. - с. 141-142.

43. Корниенко Э.Н. Перспективы производства отливок из ЧШГ аустенитно-бейнитного класса / Э.Н. Корниенко, А.Г. Панов, Д.Ф. Хальфин // Литейщик России. - 2004. - № 6. - с. 7-12.

44. Давыдов С.В. Влияние термокинетических факторов на структу-рообразование в графитизированных чугунах : специальность 05.16.01 «Металловедение и термическая обработка металлов и сплавов», 05.02.01 «Материаловедение (по отраслям)» : диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Давыдов Сергей Васильевич ; Брянский государственный технический университет. - Брянск, 2002. - 376 c.

45. Захарченко Э.В. Отливки из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом / Э.В. Захарченко, Ю.Н. Левченко, В.Г. Горенко, П.А. Вареник. - Киев : Наукова Думка, 1986. - 248 с.

46. Корниенко Э.Н. Высокотемпературное центрифугирование чугунных отливок / Э.Н. Корниенко, А.Г. Панов, А.Б. Мазо // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Молодая наука - новому тысячелетию. Часть 1» / Камский политехнический институт. - Набережные Челны, 1996. - с. 122-124.

47. Давыдов С.В. Модифицирование графитизированных конструкционных чугунов для отливок автомобилестроения / С.В. Давыдов, Д.А. Болдырев. - Брянск : БГТУ, 2010. - 206 с. - ISBN 978-5-9729-0621-5.

48. Хальфин Д.Ф. Влияние времени выдержки после модифицирования на структурообразование ЧШГ при изготовлении отливок центробежным способом. / Д.Ф. Хальфин, А.Г. Панов // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы надёжности технологических, энергетических и транспортных машин», посвящённой 90-летию Самарского государственного технического университета», в 2-х томах. -Машиностроение, - Москва, 2003. - Том №2. - С. 510-511.

49. Андреев В.В. Особенности формирования литой структуры высокопрочных чугунов и разработка эффективных технологий изготовления отливок с высокими параметрами эксплуатационных свойств : специальность 05.16.04 «Литейное производство» : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Андреев Валерий Вячеславович ; ОАО НПО «ЦНИИТМАШ». - Москва, 2012. - 79 с. Место защиты: ОАО НПО «ЦНИИТМАШ».

50. Гини Э.Ч. Литейное производство в XX веке. Анализ итогов / Э.Ч. Гини // Литейное производство. - 2004. - №5. - С.2-3.

51. ГОСТ 7769-82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки = Alloy cast iron for castings of special properties. Grades : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17.02.82 № 706 : введен взамен ГОСТ 7769-75, ГОСТ 11849-76 : дата введения

01.01.83 / разработан и внесен Министерством энергетического машиностроения. - Москва : ИПК Издательство стандартов, 2004.

52. ГОСТ 3443-87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры = Cast iron castings with graphite of different form. Methods of structure determination : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 26.02.87 № 614 : введен взамен ГОСТ 3443-77 : дата введения 01.07.88 / разработан и внесен Министерством энергетического машиностроения. - Москва: Стандартинфорам, 2005.

53. Баландин Г.Ф. Литейное производство в России / Г.Ф. Баландин, О.А. Беликов, Э.Ч. Гини и др. // Справочник. Инженерный журнал. - 2000. - №7. -С. 22-24.

54. Ruscastings.ru : Система РАЛ-Инфо [сайт]. Москва - .

- URL: http://www.ruscastings.ru/files/file43.pdf (дата обращения 12.12.2022). -Текст: электронный.

55. Selin, M. Influence of alloying additions on microstructure and thermal properties in CGI / M. Selin, D. Holmgren, I. Svensson // International Journal of Cast Metals Research. - 2009. - vol. 22. - P. 283-285.

56. Панфилов Э.В. Бейнитный чугун как альтернатива высокопрочному чугуну ВЧ 80 / Э.В. Панфилов, Д.А. Гуртовой, Э.С. Закиров, А.Г. Панов // Литейное производство. - 2018. - № 12. - С.11-14.

57. Панов А.Г. Современные способы получения лигатур и модификаторов в производстве чугунного литья / А.Г. Панов // Материалы 3-го российского научно-практического совещания «Взаимодействие науки и литейно-металлургического производства». - Самарский государственный технический университет ; отв. редактор проф. В.И. Никитин. - Самара, 2010. - С. 130-141.

58. Панов А.Г. Современный подход к производству качественной металлургической продукции / А.Г. Панов // Национальная металлургия. - 2004.

- № 5. - с. 67.

59. Панов А.Г. Требования к качеству модификаторов для получения шаровидного графита в чугунах / А.Г. Панов, Н.Г. Дегтярёва, Д.В. Хальфин, З.Н. Зиннатуллина // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы надёжности технологических, энергетических и транспортных машин», посвящённой 90-летию Самарского государственного технического университета», в 2-х томах. - Машиностроение,

- Москва, 2003. - Том №2. - С. 481-482.

60. Панов А.Г. Требования к качеству модификаторов, вытекающие из представлений о явлении наследственности сплавов / А.Г. Панов // Тезисы докладов 6-й всероссийской научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра». - Издательство политехнического университета.

- Санкт-Петербург, 2006. - с. 137-142.

61. Патент 2119547 Российская Федерация. Высокопрочный чугун : опубликовано 1998 - Корниенко Э. Н., Панов А. Г.

62. Патент 2277589 Российская Федерация. Способ получения модифицирующей лигатуры для чугуна : опубликовано 2006 / Корниенко Э.Н., Панов А.Г.

63. Panov A.G. Impacts of Environmental Factors on High-Silicon Cast Iron / A.G. Panov, I.F. Shaekhova, E.S. Zakirov, T.I. Shiapov, A.A. Konogorskikh // Procedia Environmental Science, Engineering and Management. - 2020. - Т. 7. - №2. 4.

- C. 529-538.

64. Патент 2404278 Российская Федерация, C22C37/08. Ростоустойчивый чугун : заявл. 14.11.2007 : опубликовано 20.11.2010 / Панов А.Г.

65. Патент 2444578 Российская федерация. Ростоустойчивый чугун : опубликовано 2012 / Панов А.Г.

66. Патент 72227 Российская федерация. Установка электрошлакового переплава чугунной стружки : опубликовано 2008 / Фарисов Р.Д., Панов А.Г.

67. Рябчиков И.В. Модификаторы для обработки стали / И.В. Рябчиков, А.Г. Панов, А.Э. Корниенко // Сборник докладов Литейного консилиума №2

«Теория и практика металлургических процессов при производстве отливок из чёрных сплавов». Челябинский дом печати. - Челябинск, 2007. - С. 66-84.

68. Рябчиков И.В. О качественных характеристиках модификаторов / И.В. Рябчиков, А.Г. Панов, А.Э. Корниенко // Сталь. - 2007. - № 6. - с. 18-23.

69. Столяр О.Ю. Разработка и исследование сплава для раскисления и легирования стали. / О.Ю. Столяр, М.С. Колесников, А.Г. Панов // Сборник трудов международной научно-технической конференции «Механика машиностроения». -Камский политехнический институт. - Набережные Челны, 1995. - с. 181-182.

70. Чайкин В.А. Научное обоснование и технологическое обеспечение применения дисперсных модификаторов и рафинирующих смесей для внепечной обработки чугунов и сталей : специальность 05.16.04 «Литейное производство» : автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук / Чайкин Владимир Андреевич ; ГОУ ВПО «МГТУ». -Магнитогорск, 2011. - 44 с. Место защиты: ГОУ ВПО «МГТУ».

71. «Детали машиностроения из чугуна с вермикулярным графитом: свойства, технология, контроль» : тезисы докладов международной научно-технической конференции ; под ред. А.Г. Панова. - Казань: Издательство Казанского университета, 2017. - 97 с. - ISBN 978-5-00019-874-2.

72. Панов А.Г. Исследование структурообразования расплавов чугунов. Влияние наследственности на свойства отливок из ЧВГ / А.Г. Панов, В.В. Конашков, В.С. Цепелев и др. // Литейщик России. - 2010. - № 4. - С. 17-20.

73. Бунин К.П. Строение чугуна. / К.П. Бунин, Ю.Н. Таран. - Москва : Металлургия, 1972. - 160 с., ил.

74. Таран Ю.Н. Структура эвтектических сплавов / Ю.Н. Таран, В.И. Мазур. - Москва : Металлургия, 1978. - 312 с.

75. Никитин В.И. Наследственность в литых сплавах / В.И. Никитин, К.В. Никитин. - Москва : Машиностроение-1, 2005. - 476 с. - ISBN 978-5-7964-18826.

76. Кондратюк С.Е. Наследственность структуры и свойств литой стали / С.Е. Кондратюк // Литейное производство. - 2008. - №9. - с. 6-10.

77. Панов А. Г. Роль и место модифицирования расплавов чугунов с точки зрения явления наследственности сплавов / А.Г. Панов // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск, 2006. - С. 7.

78. Рябчиков И.В. История развития производства модификаторов и основные требования к ним / И.В. Рябчиков // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск, 2006. - С. 4.

79. Панов А.Г. Исследование строения и свойств чугунов типа "Ni-Resist", обладающих повышенной твердостью / А.Г. Панов // Сборник трудов 5-й Московской международной конференции «Теория и практика технологий производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов». - Знание. - Москва, 2008. - с.279-283.

80. Панов А.Г. Ростоустойчивый чугун / А.Г. Панов, А.Э. Корниенко // Сборник трудов 9-го съезда литейщиков России. - Типография ОАО «УМПО». -Уфа, 2009. - с. 46-47.

81. Панов А.Г. Технология получения шаровидного графита в отливках рабочих органов погружных насосов из чугуна типа «нирезист» / А.Г. Панов // Труды IX Международной научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра». - Издательство политехнического университета. - Санкт-Петербург, 2012. - с. 206-214.

82. SINTERCAST [сайт]. Sweden - . - URL: https://sintercast.com/media/1232/sintercast-process-control-for-the-reliable-high-volume-production-of-compacted-graphite-iron.pdf (дата обращения 01.01.2023). -Текст. Изображения : электронные.

83. Доусон С. Технология стабильного получения вермикурярного графита в отливках массового производства / С. Доусон, А.Г. Панов, Д.А. Гуртовой // Литейное производство. - 2018. - №4. - С. 7-11.

84. Гуртовой Д.А. Формирование вермикулярного графита в чугуне при переменном содержании серы в расплаве / Д.А. Гуртовой, А.Г. Панов, Э.С. Закиров // Литейное производство. - 2016. - №5. - С. 2-3

85. Панов А.Г. О новой технологии модифицирования ЧВГ в обычном открытом ковше любой ёмкости с высокой степенью усвоения магния и РЗМ / А.Г. Панов, Д.А. Гуртовой, Э.С. Закиров // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Детали машиностроения из чугуна с вермикулярным графитом: свойства, технология, контроль». Издательство Казанского университета ; под ред. А.Г. Панова. - Казань, 2017. - С. 77-78.

86. Андреев В.В. Новые эффективные технологии изготовления отливок из чугуна с вермикулярным графитом / В.В. Андреев, С.П. Королев, Э.В. Панфилов // Литейное производство. - 2009. - № 12. - С. 2-7.

87. Королев С.П. Практика производства чугуна с вермикулярным графитом / С.П. Королев, В.М. Королев // Литейное производство. - 2004. - С. 912.

88. Доусон С. Опыт крупносерийного производства высококачественных автомобильных отливок из чугуна с вермикулярной формой графита / С. Доусон, А.Г. Панов, И.Ф. Гумеров, Э.В. Панфилов, Д.А. Гуртовой, И.А. Дибров, С.А. Аникин // Литейщик России. - 2018. - № 4. - С. 8-16.

89. Исследовательский центр Модификатор [сайт]: Набережные Челны - .

- URL: http://modificator.ru/about/2017_conference.html (дата обращения 01.03.2023). - Текст. Изображения : электронные.

90. Кульбовский И.К. Влияние термовременной обработки и шихтовых материалов на природу центров кристаллизации графита в расплаве чугуна / И.К. Кульбовский, А.Н. Поддубный, Р.А. Богданов // Литейщик России. - 2008. - №6.

- с.33-35.

91. Скаланд Т. Механизмы зародышеобразования в высокопрочном чугуне / Т. Скаланд // Elkem ASA, Foundry Products. - 2006. - С. 5-24.

92. Жучков В.И. Современные методы ввода модификаторов в расплавы чугуна и стали / В.И. Жучков, О.Ю. Шешуков, Е.Ю. Лозовая, Л.А. Маршук // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск, 2006. - С. 52.

93. Шкарупа И.Л. Способы модифицирования чугуна / И.Л. Шкарупа, А.В. Викулин, Л.Н. Русанова, М.К. Алексеев, Т.В. Гурина // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск, 2006. - С. 60.

94. Лозовая Е.Ю. Изучение времени плавления ферросплавов, вводимых в сталь разными методами / Е.Ю. Лозовая, В.И. Жучков, О.Ю. Шешуков // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск, 2006. - С. 68.

95. Усманов Р.Г. Мелкокристаллические быстроохлаждённые модификаторы: опыт применения при получении чугунного и стального литья / Р.Г. Усманов, В.А. Голубцов // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск, 2006. - С. 124.

96. Давыдов С.В. Наномодифицирование расплавов чугунов / С.В. Давыдов, А.Г. Панов // Сборник трудов 5-й Московской международной конференции «Теория и практика технологии производства изделий из композиционных материалов и новых металлических сплавов». Московский государственный университет. - Москва, 2007.

97. Давыдов С. В. Наномодификатор как инструмент генной инженерии структурного состояния расплава чугуна / С.В. Давыдов // Сборник докладов Литейного консилиума №1 «Модифицирование как эффективный метод

повышения качества чугунов и сталей». - Челябинский Дом печати. - Челябинск,

2006. - С. 40.

98. Панов А.Г. Исследование структурообразования расплавов чугунов / А.Г. Панов, В.В. Конашков, Д.А. Гуртовой, А.Э. Корниенко // Литейщик России. - 2010. - № 3. - С. 32-38.

99. ГОСТ 9012-59. Металлы. Методы измерения твердости по Бринеллю = Metals. Method of Brinell hardness measurement : межгосударственный стандарт : издание официальное : введен впервые : дата введения 01.01.60 / разработан и внесен министерством черной металлургии СССР. - Москва: Стандартинформ,

2007.

100. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытаний на растяжение = Metals. Methods of tension test : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 16.07.84 № 2515 : введен взамен ГОСТ 1497-73 : дата введения 01.01.86 / разработан и внесен министерством черной металлургии СССР. - Москва: Стандартинформ, 2008.

101. ГОСТ 27611-88. Чугун. Метод фотоэлектрического спектрального анализа = Cast iron. Photoelectrical spectral method of analysis : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 03.03.88 № 454 : введен впервые : дата введения 01.01.89 / разработан и внесен министерством черной металлургии СССР. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 2004.

102. Панов А.Г. Исследование влияния модифицирования сфероиди-зирующего модификатора ФС50Мг5 на его потребительские свойства / А.Г. Панов А.Г., Э.С. Закиров // Труды VIII Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии». Лаборатория рекламы и печати. - Москва, 2015. - С. 227-230.

103. Панов А.Г. Влияние микроструктуры сфероидизирующих модификаторов ФСМг5 на их потребительские свойства / А.Г. Панов, Э.С. Закиров //

Труды 9-й Международной научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра», посвященной 20-летию образования РАЛ, 10-летию создания журнала «Литейщик России». Издательство политехнического университета. - Санкт-Петербург, 2012. - С.201-206.

104. «Наука и технологии модифицирования чугуна» : тезисы докладов международной научно-технической конференции ; под ред. А.Г. Панова. - Казань: Издательство Казанского университета, 2022. - 48 с. - ISBN 978-500130-625-2.

105. Агеев Ю.А. Растворимость магния и его взаимодействие с примесными элементами чугуна / Ю.А. Агеев, В.И. Шкуркин, С.В. Булдыгин // Литье и металлургия. - 2010. - № 1-2. С. 289-294.

106. Туркдоган Е.Т. Физическая химия высокотемпературных процессов / Е.Т. Турдоган. - Москва : Металлургия, 1985. - 344 с.

107. Булдыгин С.В. Термодинамические параметры растворения магния в чугунах и модификаторах чугуна : специальность 02.00.04 «Физическая химия» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук / Булдыгин Сергей Владимирович ; ГОУ ВПО «Южно-уральский государственный университет». - Челябинск, 2011. - 19 с. Место защиты: ГОУ ВПО «Южно-уральский государственный университет».

108. Гиршович Н.Г. Справочник по чугунному литью / Н.Г. Гиршович. -Ленинград: Машиностроение. Лениградское отделение, 1978. - 758 с.

109. Гиршович Н.Г. Свойства, технологии получения и области применения чугуна с вермикулярным графитом / Н.Г. Гиршович, Г.А. Косников, В.Н. Носов. - Ленинград : Ленинградский дом научно технической пропаганды, 1981.

110. Ващенко К.И. Магниевый чугун / К.И. Ващенко, Л. Софрони. -Москва ; Киев : Южное отделение Машгиза, 1960. - 487 с. - ил.; 23 см.

111. Ruben, A. M. Development of Railway Wheels with Alternative Materials and Production Processes / A. M. Ruben // Graz University of Technology. - 2015. -127.

112. Ranjan R. Isothermal austenite to ferrite transformation: analysis of dilatation data / R. Ranjan, S. Singh // Philosophical Magazine. - 2022. №102. - p. 113.

113. Голиков П.А. Моделирование кинетики аустенитного превращения в сталях с феррито-перлитной структурой / П.А. Голиков, Н.Ю. Золоторевский, А.А. Васильев // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физикоматематические науки. - 2011. - №3 (129).

114. ТУ 4111-080-00219454-2005. Отливки для насосов из чугуна аустенитного марки нирезист с повышенными механическими свойствами.

115. ГОСТ 2604.2-86 Чугун легированный. Методы определения серы = Alloy cast iron. Methods for determinations of sulphur : межгосударственный стандарт : издание официальное : утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17.12.86 N 3893 : введен взамен ГОСТ 2604.2-77 : дата введения 01.01.88 / разработан и внесен Министерством черной металлургии СССР. - Москва: ИПК Издательство стандартов, 2004.

116. ТУ 1717-001-75073896-2005. Модификатор барий-стронциевый БСК-2 : дата введения 10.03.2005. - Иркутск: ООО НПК «МеталлТехноПром», 2005.

117. ТУ 1717-003-75073896-2012. Модификатор Р-20 : - Иркутск: ООО НПК «МеталлТехноПром», 2011.

118. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография / С.А. Салтыков. -Москва : Металлургия, 1976. - 270 с.

119. Яковлев Ю.Р. Компьютерные системы анализа изображений в металлографических лабораториях: проблематика эффективности / Ю.Р. Яковлев // Материалы школы-семинара «Цифровая микроскопия». Уральский государственный технический университет - УПИ имени Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург, 2001. - С.3-18.

120. Петров М. С. Методы повышения качества изображений и выделения деталей структуры / М.С. Петров, Р.М. Кадушников, И.Г. Каменин, В.М. Алиевский, Д.М. Алиевский, В.С. Негашев, Е.Ю. Нурканов // Материалы школы-

семинара «Цифровая микроскопия». Уральский государственный технический университет - УПИ имени Б.Н. Ельцина. - Екатеринбург, 2001. - С.65-70.

121. Панов А.Г. Исследование микроструктуры графитовых включений методами автоматического анализа изображений / А.Г. Панов, А.Э. Корниенко // Литейщик России. - 2010. - № 6. - С.46-48.

122. Панов А.Г. Применение методов автоматического анализа изображения в металлографии чугуна / А.Г. Панов // Сборник трудов МНТиОК «Образование и наука - производству». Инженерно-экономическая академия. -Набережные Челны, 2010. Ч. 1, Кн. 2. - С. 179-181.

123. Сивкова Т.А. Особенности контроля микроструктуры графита в чугунах автоматическими методами / Т.А. Сивкова // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Детали машиностроения из чугуна с вермикулярным графитом: свойства, технология, контроль». Издательство Казанского университета ; под ред. А.Г. Панова. - Казань, 2017. -С. 30-32.

124. Вертий И.Г. Ферросплавы, шлаки, огнеупоры / И.Г. Вертий, Т.Л. Рождественская, Г.Г. Михайлов, В.И. Васильев // Атлас микроструктур, дифракционных характеристик. Металл. - Челябинск, 1994. - с. 112.

125. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 1. / Н.П. Лякишев. - Москва : Машиностроение,

1996. - 992 с. - ISBN 5-217-02688-Х.

126. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 2. / Н.П. Лякишев. - Москва : Машиностроение,

1997. - 1024 с. - ISBN 5-217-01569-1.

127. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 3. Кн. 1 / Н.П. Лякишев. - Москва : Машиностроение, 2001. - 872 с. - ISBN 5-217-02932-3.

128. Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двойных металлических систем: Справочник: В 3 т.: Т. 3. Кн. 2 / Н.П. Лякишев. - Москва : Машиностроение, 2001. - 448 с. - ISBN 5-217-02932-3.

129. Миркин Л.И. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов / Л.И. Миркин. - Москва: Физматгиз, 1961. - 864 с.

130. Нарита К. Кристаллическая структура и свойства неметаллических включений в стали / К. Нарита. - Москва: Металлургия, 1969. - 191 с.

131. Закиров Э.С. Разработка тяжелого модификатора для чугуна с вермикулярным графитом / Э.С. Закиров, А.Г. Панов // Ползуновский вестник. -2022. - №4 Т.2. - С. 93-98.

132. Закиров Э.С. Повышение стабильности структуры и свойств ЧВГ с помощью новой Fe-Ni-Mg-РЗМ-лигатуры / Э.С. Закиров, А.Г. Панов // Литейное производство. - 2018. - № 5. - С.9-13.

133. Закиров Э.С. Исследование зависимостей различных концентраций элементов на активность магния в лигатуре системы Fe-Mg-Ni-Si / Э.С. Закиров, А.Г. Панов, Ч.А. Гимазетдинова // Труды XI Международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии». -Московский институт стали и сплавов. - Москва, 2022. - С. 72-76.

134. Панов А.Г. О возможности повышения свойств ЧВГ с помощью изотермической закалки / А.Г. Панов, Д.А. Гуртовой, Э.С. Закиров, Н.Г. Дегтярёва, И.Ф. Шаехова, В.А. Мыльникова // Литейное производство. - 2018. - № 2. -С.13-16.

135. Панов А.Г. Исследования Казанского федерального университета в области бейнитных чугунов / А.Г. Панов, Д.А. Гуртовой, И.Ф. Шаехова, Э.С. Закиров, Ч.А. Гимазетдинова, Т.В. Соченко, М.В. Закиев // Тезисы докладов международной научно-технической конференции «Наука и технологии модифицирования чугуна». - Издательство Казанского университета. -Казань, 2022. - С.29.

136. Arjomandi M. Austenite Formation Temperature Prediction in Steels Using an Artificial Neural Network / M. Arjomandi et al. // Defect and Diffusion Forum. -2008. - pp. 273-276, 335 - 341.

137. Pereira, H.B. Effect of the austenitization route on the bainitic reaction kinetics and tensile properties of an alloyed austempered ductile iron / H.B. Pereira,

A.P. Tschiptschin, C. R. F. Azevedo // International Journal of Metalcasting. - 2021. -№ 15. - p. 1442-1455.

138. ASTM A842-85 Standard Specification for Compacted Graphite Iron Castings.

ПРИЛОЖЕ^Я

Приложение 1 - Акт испытаний ПАО «КАМАЗ»

УТВЕРЖДАЮ:

Главный инженер

Литейного завода ПАО «КАМАЗ

Гуртовой <</X»' 2018 г.

АКТ ИСПЫТАНИИ

результатов диссертационного исследования Закирова Эрнста Сергеевича

Настоящий акт составлен о том, что на литейном заводе ПАО «КАМАЗ» (г. Набережные Челны), с использованием результатов научной работы Закирова Э.С., в 2018 году были проведены производственные испытания железо-никель-магниевой лигатуры фракции 0,8-5,0 мм при модифицировании чугуна на вермикулярный графит.

По результатам проведенных работ подтверждена возможность получения чугуна с вермикулярной формой графита марки ЧВГ 35 по ГОСТ 28394-89 при использовании в качестве модификатора железо-никель-магниевой лигатуры следующего состава:

Mg Si Ni La Се AI Ca Sr+Ba Fe

4,0-5,0 4,0-6,0 42,0-44,0 1,5-2,5 3,0-4,0 <0,5 <0,5 <0,5 ост.

В ходе проведенных работ и последующих исследованиях состава и свойств полученного чугуна отмечено следующее:

- отсутствие пироэффекта и дымовыделения при модифицировании чугуна в ковшах емкостью 100 кг;

- доля вермикулярного графита при расходе лигатуры 0,38% от массы жидкого металла составила 70-80%, шаровидного графита - 20-30%, графита пластинчатого формы не обнаружено, металлическая матрица феррито-перлитная П20(Ф80), цементита не обнаружено;

- содержание остаточного магния в модифицированном чугуне составило 0,011%;

- усвоение магния чугунным расплавом составило 70%, лантана - свыше 80%, церия - свыше 90%, никеля - 100 %;

- предел прочности при растяжении составил 354 МПа, относительное удлинение 3,4%, при твердости 164 НВ.

Подготовил:

Начальник бюро анализа материалов Литейного завода ПАО «КАМАЗ»

Э.С.Закиров

Согласовано: ' / ^-К-Щ

Начальник технологического бюро специальных видов литья Литейного завода ПАО «КАМАЗ»

/¡.и.-гй

Начальник производства специальных видов литья ' /

Литейного завода ПАО «КАМАЗ» /и - _ / A.C. Пахомов

А.И. Султанов

Приложение 2 - Акт внедрения АО «Транспневматика»

УТВЕРЖДАЮ:

Директор по развитию АЦ«Тоансштавматика»

_ Н.Н. Шарин 2022 г.

результатов диссертацишййгб иссл<

Закирова Эрнста Сергеевича

Настоящий акт составлен о том, что в литейном производстве АО «Транспневматика» (г. Первомайск), внедрены следующие результаты диссертационных исследований Закирова Э.С.

При изготовлении литых заготовок дискового тормоза грузовых вагонов из чугуна с вермикулярным графитом использован тяжёлый модификатор на вермикулярный графит на железоникелевой основе с оптимизированным по химическому составу, фракционному составу и микроструктуре на основе выявленных закономерностей:

- влияния химического состава и структуры модификаторов системы Ре-№-на физико-механические свойства литых заготовок;

- влияния химического состава модификатора системы Ре-М-К^-Б! при различных температурах расплава на активность магния;

- влияния микроструктуры модификатора-лигатуры системы Ре-№-М§-81 на её дробимость.

При использовании модификатора усвоение расплавом магния составило более 85%, РЗМ - более 90%, позволяющее с высокой воспроизводимостью получать содержание магния и РЗМ в чугунных отливках в узких пределах, что является необходимым условием обеспечения одного из ключевых параметров качества отливок дискового тормоза грузовых вагонов - получения в микроструктуре доли вермикулярного графита не менее 80%.

Исключительно высокое усвоение расплавом магния из разработанного модификатора обеспечивает спокойное протекание технологической операции модифицирования практически без пироэффекта, что значительно улучшает условия труда работников плавильно-заливочного участка литейного цеха.

Главный металлург АО «Транспневма

Приложение 3 - Акт внедрения ООО «Камлит»

Шилов

АКТ ВНЕДРЕНИЯ результатов диссертационного исследования

Закирова Эрнста Сергеевича

Настоящий акт составлен о том, что в литейном производстве ООО «КАМЛИТ» (г. Чистополь) внедрены следующие результаты диссертационных исследований Закирова Э.С.

При изготовлении литых заготовок рабочих органов погружных насосов из аустенитного чугуна с шаровидным графитом типа НИРЕЗИСТ ЧН16Д7ГХШ использован сфероидизирующий тяжёлый модификатор ЖНМг-5/20ЦМ на железоникелевой основе, состав и микроструктура которого оптимизирована на основе выявленных в рамках диссертационной работы закономерностей:

- влияния химического состава и структуры модификаторов системы Ре-№-Mg-Si на физико-механические свойства литых заготовок;

- влияния химического состава модификатора системы Ре-№-М§-81 на активность магния при различных температурах расплава;

- влияния микроструктуры модификатора-лигатуры системы Fe-Ni-Mg-Si на её дробимость.

При использовании модификатора ЖНМг-5/20ЦМ в ковше ёмкостью 40 кг в количестве 0,75...0,80% усвоение чугунным расплавом магния и РЗМ составило более 90%. Отливки всех десяти опытных плавок имели стабильную микроструктуру с преобладанием графита шаровидной правильной формы ШГф5. Модифицирование проходило спокойно, практически без пироэффекта, без ухудшения санитарно-гигиенических условий на рабочем месте плавильщика и заливщика. Полученные технические результаты ранее не удавалось получить ни по одной технологии с использованием сфероидизирующих модификаторов как лёгких на железокремниевой основе, так и тяжёлых на железоникелевой основе.

Начальник литейного производства ООО «КАМЛИТ» )Стин А.С

Приложение 4 - Акт внедрения АО «Костромской завод автокомпонентов»

УТВЕРЖДАЮ: Директор БЕ «Гильзы» АО "Костромской завод

_ В.Е. Литвин 2022 г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертационного исследования

Закирова Эрнста Сергеевича

Настоящий акт составлен о том, что в литейном производстве АО «Костромской завод автокомпонентов» (г. Кострома), внедрены следующие результаты диссертационных исследований Закирова Э.С.

При изготовлении опытных литых заготовок гильз цилиндра из специального чугуна с шаровидным графитом методом центробежного литья в металлическую форму использован сфероидизирующий тяжёлый модификатор ЖНМЦ-4/6/5ЧМ на железоникелевой основе, состав и микроструктура которого оптимизирована на основе выявленных в рамках диссертационной работы закономерностей:

- влияния химического состава и структуры модификаторов системы Ре-№-на физико-механические свойства литых заготовок;

- влияния химического состава модификатора системы Ре-№-1У^^ на активность магния при различных температурах расплава;

- влияния микроструктуры модификатора-лигатуры системы Ре-№-1У%-81 на её дробимость.

При использовании модификатора ЖНМг-5/20ЦМ в количестве 1,2..Л,4% в открытом ковше ёмкостью 40 кг без крышки при обработке ~11 кг расплава в условиях высокого перегрева расплава в печи на выпуске до температуры более 1500 °С, высокого содержания серы в расплаве -0,020% и медленного заполнения ковша в связи с дозированием расплава в режиме реального времени по показаниям крановых весов усвоение чугунным расплавом магния составило более 70%, РЗМ - более 90%. Отливки имели микроструктуру с шаровидным графитом преимущественно правильной формы ШГф5. Модифицирование проходило спокойно, практически без пироэффекта, без ухудшения санитарно-гигиенических условий на рабочем месте плавильщика и заливщика.

Инженер-технолог по подг АО «Костромской завод ав

Руководитель БЕ «Гильзьо: АО «Костромской завод ав

Соколов А. А.

Скворцов И.А.