Разработка технологии получения комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения в литом и термообработанном состояниях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.04, кандидат технических наук Бриченок, Анна Сергеевна
- Специальность ВАК РФ05.16.04
- Количество страниц 288
Оглавление диссертации кандидат технических наук Бриченок, Анна Сергеевна
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛЕГИРОВАННЫЕ БЕЛЫЕ ЧУГУНЫ СО СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ.
1.1. Область применения легированных белых чугунов функционального назначения
1.2. Влияние легирующих элементов на процессы кристаллизации и структурообразования белых чугунов
1.2.1. Хромистые чугуны
1.2.2. Марганцевые чугуны
1.2.3. Ванадиевые чугуны
1.2.4. Молибденовые чугуны
1.2.5. Вольфрамовые чугуны
1.2.6. Комплексно-легированные чугуны.
1.3. Термическая обработка легированных белых чугунов
1.4. Специальные свойства белых легированных чугунов
1.4.1. Износостойкие чугуны
1.4.2. Коррозионностойкие чугуны
1.4.3. Жаростойкие чугуны.
1.5. Комбинированное влияние углерода и легирующих элементов на механические и специальные свойства белых чугунов
1.6. Резюме по литературному обзору и постановка задач исследований
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.
2.1. Подготовка образцов к исследованиям
2.2. Методики исследований плотности, объемных изменений и кристаллизационных параметров.
2.2.1. Плотность и объемные характеристики
2.3. Стандартные методы исследования структур и свойств металлов
2.4. Методики исследования специальных свойств
2.4.1. Измерение теплопроводности
2.4.2. Исследования коррозионностойкости
2.4.3. Методика исследования жаростойкости с применением дериватографа
2.4.4. Исследование износостойкости
2.5. Элементно-фазовый и рентгеноструктурный анализы.
2.6. Измерение электросопротивления в твердом состоянии
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И
ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАЛОУГЛЕРОДИСТОГО БЕЛОГО ЧУГУНА В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ
3.1. Исследование влияния легирующих элементов на строение жидкого чугуна методом гамма-проникающих излучений
3.2. Исследование влияния легирующих элементов на процессы кристаллизации белого чугуна
3.2.1. Влияние хрома
3.2.2. Влияние вольфрама
3.2.3. Влияние молибдена
3.2.4. Влияние марганца
3.2.5. Влияние ванадия
3.3. Сравнительная оценка влияния легирующих элементов на кристаллизационные параметры малоуглеродистого белого чугуна
3.4. Влияние легирующих элементов на процесс структурообразования белого чугуна
3.5. Физико-механические свойства легированных белых чугунов
3.5.1. Физические свойства.
3.5.2. Механические свойства легированного белого чугуна
3.6. Влияние легирующих элементов на износостойкость белого чугуна в литом состоянии
3.7. Влияние легирующих элементов на коррозионностойкость белого чугуна
3.8. Влияние легирующих элементов на жаростойкость белого чугуна в литом состоянии
3.9. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ
ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, ТВЕРДОСТЬ И ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ БЕЛЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ
4.1. Влияние температуры закалки на твердость легированных чугунов
4.2. Влияние температуры отпуска и времени выдержки на твердость закаленных легированных чугунов
4.3. Износостойкость легированных белых чугунов после термообработки
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЦЕССЫ
КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ,
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ
СВОЙСТВА ХРОМИСТОГО БЕЛОГО ЧУГУНА В ЛИТОМ И ТЕРМООБРАБОТАННОМ СОСТОЯНИЯХ.
5.1. Влияние легирующих элементов на процессы кристаллизации и структурообразования хромистого белого чугуна. . . .152 5.2 .Влияние легирующих элементов на физико-механические твердость) свойства хромистого чугуна
5.2.1. В литом состоянии
5.2.2. В термообработаниом состоянии
5.3. Коррозионностойкость комплексно-легированных чугунов.
5.3.1. В литом состоянии
5.3.2. В термообработаниом состоянии
5.4. Износостойкость комплексно-легированного чугуна
5.5. Жаростойкость комплексно-легированного чугуна
5.6. Структурообразование и результаты микрорентгеноспектрального анализа комплексно-легированных белых чугунов
5.7. Карбидные фазы в комплексно-легированных белых чугунах
5.8. Выводы
Глава 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАНННОГО ХРОМИСТОГО БЕЛОГО ЧУГУНА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ.
6.1. Износостойкие комплексно-легированные хромистые чугуны в литом состоянии
6.1.1. Матрица планирования и проведение эксперимента
6.1.2. Построение диаграмм рассеяния, расчет эффектов и проверка га статистической значимости
6.1.3. Снятие эффектов — корректировка результатов наблюдений и интерпретация результатов
6.1.4. Оптимизация химического состава легированных чугунов для получения высокой износостойкости
6.2. Износостойкие комплексно-легированные хромистые чугуны после термообработки
6.3. Оптимизация химического состава коррозионностойкого комплексно-легированного хромистого чугуна в литом состоянии . . . 222 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Литейное производство», 05.16.04 шифр ВАК
Исследование и разработка комплексно-легированных чугунов с учетом строения жидкого состояния для повышения их эксплуатационных свойств2008 год, доктор технических наук Ри, Эрнст Хосенович
Управление структурой и свойствами отливок из хромистого чугуна путем легирования, модифицирования и электроимпульсной обработки расплава2015 год, кандидат наук Ермаков, Михаил Александрович
Ресурсосберегающая технология получения литейных оловянных бронз специального назначения из минеральных концентратов при углетермическом процессе в расплавах солей щелочных металлов2010 год, кандидат технических наук Комков, Вячеслав Григорьевич
Исследование и разработка способа управления первичной структурой хромистых чугунов с помощью модифицирования с целью повышения качества отливок2010 год, кандидат технических наук Орехова, Александра Ивановна
Управление структурой и свойствами чугунов путем воздействия на расплавы наносекундными электромагнитными импульсами2009 год, кандидат технических наук Кухаренко, Елена Борисовна
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии получения комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения в литом и термообработанном состояниях»
Увеличение срока службы современного оборудования, машин и механизмов тесно связано с повышающимися требованиями к качеству и эксплуатационным характеристикам чугунов, которые требуют постоянного совершенствования их состава и технологии производства. Борьба с изнашиванием, коррозией и окислением металлов и сплавов - один из важнейших резервов повышения долговечности изделий, уменьшения расходов материалов на запасные части, комплексного улучшения качества и надежности машин и механизмов. В этой связи важной является проблема повышения служебных свойств (износостойкости, жаростойкости и коррозионностойкости) чугунных отливок, которая актуальна для многих отраслей промышленности - машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, химической и др.
Белый чугун все более широко применяют как материал для деталей машин и механизмов, подвергающихся интенсивному изнашиванию, окислению и коррозии, хотя традиционно относили его к хрупким и низкопрочным материалам, что существенно ограничивало области его использования. Достигнутые в последние годы успехи в области легирования и термической обработки белых чугунов значительно меняют наши представления об их свойствах и возможных сферах применения.
Разработка принципов композиционного упрочнения сплавов, а также сочетания нескольких видов упрочнения (например, композиционного и дисперсионного, композиционного и деформационного) значительно облегчили оптимизацию микроструктуры и химических составов белых чугунов в зависимости от условий их эксплуатации. Структуры чугунов с эвтектическими композициями на базе специальных карбидов обеспечивают сочетание необычно высоких механических и эксплуатационных свойств. Такие белые чугуны могут обладать повышенной пластичностью, вязкостью и удароустойчивостыо, но в то же время сохранять основные преимущества белых чугунов - высокую твердость и износостойкость, и проявление композиционного упрочнении при повышенных температурах и термоцоклировании.
Современные белые чугуны - сложнолегироваиные многокомпонентные сплавы, различные по структуре и специальным свойствам. Они представляют собой отдельную группу промышленных чугунов, при затвердевании которых формируется карбидная и иная интерметаллидная фаза. Именно они, в большинстве случаев, определяют специфические свойства белых чугунов в литом состоянии.
Несмотря на обилие литературных данных по оптимизации составов комплексно-легированных белых чугунов функционального назначения с различным углеродным эквивалентом (Сэ = 2,3.4,0 %), достаточно и систематически не исследовано влияние легирующих элементов на строение жидкой фазы, процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические и эксплуатационные (жаростойкость, износостойкость и коррозионностойкость) свойства низкоуглеродистого белого чугуна в литом и термообработанном состояниях.
Актуальность работы, которая выполнялась в рамках тематического плана по единому заказ-наряду Министерства образования РФ (с 2003 г.) «Исследование и разработка комплексно-легированного низкоуглеродистого белого чугуна функционального назначения», Гранта (№6/98 ГР, 01.01.98 - 2000 г.) «Исследование некоторых структурно-чувствительных параметров чугунов и установление корреляционной связи между их свойствами в жидком и твердом состояниях», определяется важной хозяйственной задачей повышения качества и свойств специальных белых чугунов.
Цель работы заключалась в исследовании влияния карбидообразующих легирующих элементов на строение расплава, процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства и разработка на этой основе комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения влитом и термообработанном состояниях.
Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:
1. Исследование влияния легирующих элементов (Cr, W, Mo, Mn, V) на строение жидкого чугуна методами гамма-проникающих излучений.
2. Исследование влияния легирующих элементов (Mo, W, Cr, V, Мп) на процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические (плотность, электро-и теплопроводность, твердость HRC и микротвердость) и эксплуатационные (жаростойкость, коррозионностойкость, износостойкость) свойства низкоуглеродистого белого чугуна в литом состоянии.
3. Исследование влияния термической обработки на структурообразование, твердость и износостойкость легированных чугунов и разработка оптимальных температурных режимов термообработки для достижения максимальных твердости и износостойкости.
4. Исследование комплексного влияния легирующих элементов на процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства низкоуглеродистого белого чугуна в литом и термообработанном состояниях.
5. Оптимизация химических составов комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения в литом и термообработанном состояниях.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Впервые методами гамма-проникающих излучений установлено наличие критических температур перехода статистически разупорядоченной структуры ближнего порядка (^о) к статистической упорядоченной структуре (/]) при охлаждении жидких не- и легированных низкоуглеродистых (2,0 - 2,1 мае. % С) белых чугунов (Жст—" Жщк):
- все легирующие элементы повышают температуры t0 и t\\ W, Mo, Мп расширяют температурный интервал перехода Жст-* Жщк (/о - a Cr и V сужают его; по степени повышения этих температур и расширения температурного интервала статистического упорядочения расплава легирующие элементы располагаются в следующий ряд при их содержании 5,0 мае. %: to, °С: Cr, V (1540) —► W (1150) Мо, Мп (1600); /Ь°С: Сг (1425) -> W (1450) Мо (1460) Мп (1475) V (1510); /0-/ь°С: V (30) W (100) —> Cr (115) ^ Мп (125) Мо (140).
Эти данные позволяют определить оптимальные температурные режимы плавки чугунов и порядок ввода легирующих присадок в расплав для снижения температуры начала статистического разупорядочения расплава t0 [1]: все легирующие элементы расширяют температурную область существования статистически упорядоченной структуры ближнего порядка ЖГцк в интервале температур t\ -7Л (/л- ликвидус); при 5,0 мае. % легирующие элементы располагаются в следующий ряд: h -/л, °С: Сг (50) W, Мо (100) V (125) — Мп (150); степень уплотнения расплава AJ0 при переходе статистически разупорядо-ченного к упорядоченному состоянию в интервале температур t0 — h зависит от удельного веса легирующих элементов;
AJo-102, имп/с: V (5,44) Сг (6,0) Мп (10,02) — Mo (11,32) W (12,3). легирующие элементы уменьшают значения коэффициента термического сжатия упорядоченного расплава (Ж1Цк) c*i в интервале температур t\ — tA, при 5,0 мае. % легирующие элементы располагаются в следующий ряд: а,, имп/с-°С: V (6,0) — Сг (4,0) Мп (3,8) Mo, W (3,0).
Следовательно, чем плотнее легирующий элемент, тем в меньшей степени сжимается жидкий сплав под воздействием температуры охлаждения.
2. Получены новые результаты по влиянию хрома и вольфрама (0.15,0 мае. %), марганца и молибдена (0.5,0 мае. %) и ванадия (0.7,0 мае. %) на кристаллизационные параметры (tA, t" (t"„), tA , гЛ, т" (т"п), гл , А/лэ„, AJ3,
AJ а,, а2 и др.), физико-механические (плотность, электро- и теплопроводность, твердость HRC микротвердость структурных составляющих чугуна Н50) и эксплуатационные (износостойкость, жаростойкость, коррозионностойкость) свойства низкоуглеродистого белого чугуна (мае. %: 2,0.2,15 С; 0,8. 1,05 Si; 0,4.0,5 Мп; 0,08 S; 0,15 Р) влитом состоянии: установлена концентрационная зависимость изменения кристаллизационных параметров легированных чугунов и дано научное обоснование установленным зависимостям; в вольфрамовых (более 7,5 мае. %), молибденовых (более 1,5 мае. %) и ванадиевых (более 3,0 мае. %) чугунах на политермах интенсивности гаммапроникающих излучений зафиксированы перегибы, характеризующие температуры начала кристаллизации карбидных фаз [(Fe,W)6C, to - (Fe,Mo)23C6, VC]; причем с повышением концентрации Мо и W температура начала кристаллизации карбидных фаз tK снижается, а в ванадиевых чугунах эта температура повышается;
- выявлена концентрационная зависимость физико-механических и эксплуатационных свойств легированных чугунов и дано научное обоснование установленным зависимостям.
3. Обоснован выбор оптимальных температурных режимов термообработки легированных белых чугунов, заключающихся в закалке с последующим низкотемпературным отпуском для достижения максимальной твердости и износостойкости: оптимальными температурами закалки являются 850 °С для марганцевых, вольфрамовых и молибденовых чугунов, 850 - 900 °С для ванадиевых и низкохромистых (до 7,5 мае. %) и 1000 °С для высокохромистых (7,5. 15,0 мае. %);
- оптимальная температура отпуска соответствует 300 °С в течение 1 - 2 часов выдержки;
- после двойной термической обработки можно получить твердость 62 HRC при 2,5 мае. % Мо (К„ = 1,6), 2,0 мс. % Мп (К„ = 1,75), 7,5 мае. % Сг (К„ = 1,75), 2,5 мае. % W (Кц = 1,75); между твердостью и износостойкостью существует прямая корреляция.
4. Установлено комплексное влияние легирующих элементов на процессы кристаллизации и структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства хромистого (6,0 мае. %) белого чугуна в литом и термообработап-ном состояниях и дано научное основание установленным зависимостям: выявлена концентрационная зависимость изменения кристаллизационных параметров, структурообразования и физических свойств хромистого белого чугуна, легированного дополнительно W, Мо, V, Мп; максимальная твердость и износостойкость хромистого чугуна в литом состоянии достигается при 3,0 мае. % Мо (56 HRC, Ки = 1,75), 5,0 мае. % Мп (55 IIRC, КП = 1,40), 10,0 мае. % W (56 HRC, Ки = 1,51); ванадий отрицательно влияет на повышение твердости, при этом несущественно повышает износостойкость при 7,0 мае. % 44 HRC, Ки = 1,30; исходный хромистый чугун имеет 46 HRC, К» = 1,0; при оптимальных концентрациях легирующих элементов можно их расположить в следующий ряд по эффективности повышения твердости и относительной износостойкости:
HRC: V —► Мп —> W —> Мо;
К„: V -> Мп -> W Мо; после воздушной закалки с 900 °С максимальная твердость и износостойкость хромистого чугуна наблюдается при 1,0 мае. % Мо (66,5 HRC, Кц = 1,5), 2.5 мае. % W (66 HRC, К„ = 1,5), 1,0 мае. % Мп (66,5 HRC, К„ = 2,8), 1,0 - 4,0 мае. %
V (соответственно, 64.66 HRC, Ки = 1,3.2,7); после воздушной закалки с последующим отпуском при 300 °С твердость хромистого чугуна незначительно снижается, а относительная износостойкость существенно повышается при 1,0 мае. % Мо (65 HRC, Ки = 3,0), 2,5 мае. % W (65 HRC, К„ = 2,2), 1,0 мае. % Мп (65 HRC, К„ = 3,5), 1,0 - 4,0 мае. % V (соответственно, 60.63 HRC, Ки = 1,25. 1,5); по эффективности действия легирующих элементов на относительную износостойкость при их оптимальных концентрациях они могут быть расположены в следующий ряд:
V -> W -> Мо —>Мп; с увеличением содержания легирующих элементов показатели коррозии (Am, Am', K0g. н2) хромистого чугуна в литом состоянии уменьшаются (возрастает коррозионностойкость) до 3,0 мае. % Мо, 10,0 мае. % W, 2,5 мае. % Мп, 2,0 мае. % V; по эффективности повышения коррозиопностойкости при оптимальных концентрациях легирующие элементы располагаются в следующий ряд: V —> W —>Мп —> Мо; термическая обработка (воздушная закалка или особенно воздушная закалка с последующим отпуском) способствует уменьшению коррозиопностойкости комплексно-легированных чугунов из-за измельчения структурных составляющих, приводящих к росту количества микрогальванических пар; на жаростойкость (окалиностойкость) хромистого чугуна (6,0 мае. %) легирующие элементы оказывают отрицательное влияние, кроме марганца: марганец снижает скорость окисления хромистого чугуна; если скорость окисления хромистого составляет 6-7 г/м2 при 1000 °С, то при оптимальных концентрациях марганца 1,5.2,5 мае. % она составляет 4-5 г/м2.
5. Методами математического планирования экспериментов разработаны оптимальные составы комплексно-легированных чугунов функционального назначения в литом и термообработаниом состояниях.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Экспериментальные результаты исследования влияния легирующих кар-бидообразующих элементов (V, Cr, Mn, W, Мо) на строение расплава и процессы кристаллизации, структурообразования, физико-механические и эксплуатационные свойства низкоуглеродистого белого чугуна.
2. Результаты обоснования выбора оптимальных режимов термообработки легированных белых чугунов.
3. Экспериментальные результаты комплексного влияния легирующих элементов на строение расплава, кристаллизационные параметры, физико-механические и эксплуатационные свойства хромистого чугуна в литом и термообработаниом (воздушная закалка) состояниях.
4. Результаты оптимизации составов комплексно-легированных чугунов функционального назначения влитом и термообработаниом состояниях.
Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций обеспечивалась применением современных методов исследования структуры и свойств материалов, а также апробированием результатов работы в лабораториях научного центра прикладного материаловедения ХНЦ ДВО РАН.
Практическая значимость работы заключается в разработке оптимальных химических составов комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения в литом и термообработаниом состояниях. Предложены составы износостойких комплексно-легированных белых чугунов для производства отливок «Корпус насоса» (ЮГруЛВ), «Диск защитный» (Гру 800/40ГруЛ-8) взамен марки чугуна ИЧХ28Н2 и «Колесо рабочее» (Гру 800/40) взамен стали 35Л для предприятия ОАО «Алданзолото». Также рекомендованы составы комплексно-легированных чугунов для производства коррозионностой-ких и жаростойких отливок. Результаты исследований используются в учебном процессе при чтении лекций по дисциплине «Специальные чугуны» и при проведении лабораторных работ, а также докторантами и аспирантами кафедры «Литейное производство и технология металлов» ГОУ ВПО «ТОГУ».
Основные научные и практические результаты работы обсуждались на международной научной конференции «Синергетика. Самоорганизующиеся процессы в системах и технологиях» (Комсомольск-на-Амуре, 2000 г.), X Российской конференции «Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов» (Екатеринбург-Челябинск, 2001 г.), Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию кафедры «Физико-химия литейных сплавов и процессов» «Литейное производство сегодня и завтра» (Санкт-Петербург, 2001 г.), Международном симпозиуме «Принципы и процессы создания неорганических материалов» (Хабаровск, 2002 г.), Межрегиональной конференции, посвященной 70-летию ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (Магнитогорск, 2002 г.), Второй международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии» (Москва, 2002 г.), Дальневосточном инновационном форуме с международным участием «Роль науки, новой техники и технологий в экономическом развитии регионов» (Хабаровск, 2003 г.), на VI съезде литейщиков России (Новосибирск, 2005).
Работа выполнялась в лабораториях Тихоокеанского государственного университета, ОАО «КнААПО» и института материаловедения ДВО РАН (г. Хабаровск).
Автор выражает признательность научному консультанту профессору, д. т. н. Ри Хосену, сотрудникам кафедры «Литейное производство и технология металлов» ТОГУ и работникам Института материаловедения ДВО РАН, оказавшим содействие при выполнении данной диссертационной работы.
Похожие диссертационные работы по специальности «Литейное производство», 05.16.04 шифр ВАК
Разработка нового класса ледебуритных сплавов для инструментов, обрабатывающих неметаллические материалы в условиях умеренного нагрева режущей кромки2000 год, доктор технических наук Емелюшин, Алексей Николаевич
Формирование структуры металлической основы легированных белых хромистых чугунов методами термической обработки2001 год, кандидат технических наук Пэлийн Лхагвадорж
Повышение свойств отливок из металлических сплавов путем модифицирования и микролегирования циркониевыми лигатурами, полученными из бадделеитового концентрата Алгаминского месторождения Дальневосточного региона2011 год, кандидат технических наук Белоус, Татьяна Викторовна
Обработка жидкой фазы наносекундными электромагнитными импульсами для управления структурой и свойствами металлических сплавов2009 год, кандидат технических наук Дорофеев, Станислав Вячеславович
Теоретические и технологические основы разработки литейных износостойких сплавов системы железо-углерод-элемент1998 год, доктор технических наук Колокольцев, Валерий Михайлович
Заключение диссертации по теме «Литейное производство», Бриченок, Анна Сергеевна
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
1. Впервые методами гамма-проникающих излучений и термического анализа доказано наличие критических температур перехода статистически разупорядоченной структуры ближнего порядка /0 к статистически упорядоченной структуре t\ при охлаждении жидких не- и легированных низкоуглеродистых белых чугунов (ЖСт—>Жщк), что позволяет научно обосновать выбор оптимального температурного режима плавки и легирования.
2. Получены новые результаты по влиянию легирующих элементов на кристаллизационные параметры, структурообразование, физико-механические и эксплуатационные свойства низкоуглеродистого чугуна в литом состоянии, и дано научное обоснование установленным концентрационным зависимостям.
3. Научно обоснован выбор оптимальных режимов термообработки (закалки с последующим НТО) легированных чугунов для достижения максимальной твердости и износостойкости при соответствующих концентрациях легирующих элементов.
4. Комплексное легирование низкоуглеродистого хромистого белого чугуна существенно изменяет кристаллизационные параметры, физико-механические и эксплуатационные свойства.
5. Комплексно-легированные чугуны после воздушной закалки обладают более высокими твердостью и износостойкостью, чем исходный хромистый чугун.
6. Методами математического планирования экспериментов оптимизированы химические составы для получения износостойких комплексно-легированных чугунов в литом и термообработанном (воздушная закалка) состояниях. Также определен оптимальный состав коррозионностойких комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов.
Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бриченок, Анна Сергеевна, 2005 год
1. Ри X. Комплексно-легированные чугуны специального назначения / X. Ри, Э. X. Ри. Владивосток. Дальнаука, 2000.-287 с.
2. Special-Purpose alloy castings to resist abrasion. Bradley and foster Ltd., Dar-laston, England, 1976.-20 p.
3. Rohrig K. // Fonderia italiana. 1973. -№ 2. S 58-61.
4. Справочник по чугунному литыо / II.Г. Гиршович 3-е изд., - JI. : Машиностроение, 1978.-758 с.
5. Цыпин И. И. Белые износостойкие чугуны эволюция и перспективы / И. И. Цыгшн // Литейное производство, 2000. - №9. - С. 15-16.
6. Цыпин И. И. Белые износостойкие чугуны. Структура и свойства. / И. И. Цыпин. М. : Металлургия, 1983. 176 с.
7. Цыпин И. О. / И. О Цыпин, II. А. Трубицин, П. П. Крючков и др. //Литейное производство, 1970. -№2. С. 11-13.
8. Norman Т. Е. Materials for the Mining Industry, Symposium. / Т. E. Norman. Colorado. 1974.-p. 207-217.
9. Henke F. //Giesserei-Praxis, 1973. №3. - S. 52.
10. Rohrig K. //Giesserei-Praxis, 1971. -№2. S. 21-33.
11. Гарбер M.E. Отливки из белых износостойких чугунов / М.Е. Гарбер. -М.: Машиностроение, 1972. 107 с.
12. Ри X. Влияние температурных режимов плавки, модифицирующих и легирующих элементов на свойства чугунов в жидком и твердом состояниях / X. Ри.k Владивосток; Хабаровск. Изд-во Хабар, гос. техн. ун-та, 1997. - 149 с.
13. Бобро Ю. Г. Легированные чугуны / Ю. Г. Бобро. М. : Металлургия, 1976.-286 с.
14. Ри X. Влияние легирующих элементов на кристаллизацию, структурооб-разование и физико-механические свойства белого чугуна / X. Ри, Э. X. Ри,
15. В. А. Тейх, Н. Ф. Бомко, Я. В. Соболева // Литейное производство, 2000. -№10.-С. 15-17.
16. Ри Э. X. Исследование влияния легирующих элементов на свойства чугунов в жидком и твердом состояниях и разработка на этой основе сплавов специального назначения. : автореф. дис . канд. техн. наук. / Э. X. Ри. Комсомольск-на-Амуре, 1999.-24 с.
17. Жуков А. А. Износостойкие отливки из комплексно-легированных белых чугунов / А. А. Жуков, Г. И. Сильман, М. С. Фрольцов. М. : Машиностроение, 1984. - С. 102.
18. Бунин К.П. Строение чугуна / К. П. Бунин, Ю. Н. Таран М. : Металлургия, 1972. 160 с.
19. Онуки Тэру. Характеристика белого чугуна и свойства прокатываемого материала. / Т. Онуки // РЖ Металлургия. 1978. - С. 82.
20. Пикулина JI.M. Отливки из белого комплексно-легированного чугуна
21. JI. М. Пикулина, К. Н. Миняйловский // Литейное производство. 1979. - №2. — С. 29.
22. Поддубный А.Н. Износостойкие отливки из белых чугунов для металлургии и машиностроения. Монография / А. Н. Поддубный, Л. М. Романов. —. Брянск: Придесенье, 1999. 120 с.
23. Колокольцев В.М. Взаимосвязь структуры, механических свойств и изкносостойкости сплавов системы железо-углерод-ванадий / В. М. Колокольцев,
24. М. Г. Потапов, С. В. Арисов // Литейные процессы. Вып. 2. : Межрегион, сб. науч. тр. Магнитогорск; МГТУ, 2002.
25. Молочков П. А. Влияние легирующих элементов на свойства белых износостойких чугунов. / П. А. Молочков, С. В. Арисов, В. М. Сидоренко //Литейные процессы. Вып. 2 .: Межрегион, сб. науч. тр.- Магнитогорск; МГТУ, 2002.
26. Войнов Б. А. Износостойкие сплавы и покрытия / Б. А. Войнов. — М. : Машиностроение, 1980. — 120 с.
27. Гольдштейн Я. Е. Структура и свойства износостойких белых чугунов / Я. Е. Гольдштейн, Н. С. Хисматуллина, и др. // МиТОМ. 1986. - №8.
28. Хаджи А. Влияние легирующих элементов на кристаллизацию и свойства высокохромистого чугуна. / А. Хаджи, Л. М. Романов, Л. Я. Козлов // Литейное производство. — 1988. № 11. - С. 4.
29. Maratray F. Alloyed abrasion and wear resisting white irons. In Foundry Technology for the '80 s. University of Warwick, Birmingham, 1979. pp. 7.1-7.13.
30. Таран Ю. Н. Структура эвтектических сплавов / Ю. Н. Таран, В. И. Ма-зур. -М. : Машиностроение, 1978.-312 с.
31. Чаплинский А. В. Эффективный материал для лопастей дробеметных аппаратов / А. В. Чаплинский, Т. С. Скобло и др. // Литейное производство.' 1998. -№10.-С. 16.
32. Скобло Т.С. Влияние карбидной фазы на свойства центробежнолитых k валков с рабочим слоем из высокохромистого чугуна / Т. С. Скобло, Е. Г. Попова и др. // Литейное производство. 2001. -№8. -С. 7.
33. Колокольцев В. М. Износостойкие чугуны для отливок деталей дробеметных камер / В. М. Колокольцев, О. А. Назаров и др. // Литейное производство. 1992.-№7.-С. 11.
34. Колокольцев В .М. Совершенствование режимов плавки высокохромистого чугуна и термообработка отливок из него / В. М. Колокольцев, В. Н. Аксе-. нов и др. // Литейное производство. 1994. -№3. С. 5-6.
35. Вороненко Б. И. Износостойкие белые чугуны для прокатных валков / Б. И. Вороненко //Литейное производство. 1993. — № 10. — С. 8.
36. Рожкова Е. В. Износостойкие чугуны с повышенной обрабатываемостью / Е. В. Рожкова, И. Е. Ватковская, И. И. Цыпин // Литейное производство. 1984. -№8. С. 8.
37. Косилов А. А. Термообработка высокохромистого чугуна / А. А. Коси-лов, А. А. Круглое, В. Н. Ребонен // Литейное производство. 2001. — №6. — С. 1314.
38. Шолобов Е. В. Прогнозирование свойств хромистых чугунов на основе использования углеродного эквивалента / Е. В. Шолобов, Л. Я. Козлов и др. //МиТОМ. 1984. №7.-С. 16-18.
39. Гиршович Н. Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках / Н. Г. Гиршович.-М-Л, Машиностроение, 1966.
40. Цибрий В. В. Исследования изнашивания дробеметных лопастей и выбор литых износостойких сплавов для них. Автореф. дисс.канд. техн. наук. -Харьков, 1970.
41. Рожкова Е. В. Износостойкие чугуны с повышенной обрабатываемостью / Е. В. Рожкова, И. Е. Ватковская, И. И. Цыпин // Литейное производство. 1984. -№8.-С. 8.
42. Бодяко А. М. Отливки из высокохромистых чугунов, полученные литьем намораживанием / А. М. Бодяко // Литейное производство. 1999. №9. С. 8-11
43. Покалов В. Черные и легирующие металлы. Проблемы и прогноз. // Национальная металлургия. 2002. -№1. С. 3-15.
44. Колокольцев В. М. Основы синтеза износостойких литейных сталей и чугунов / В. М. Колокольцев // Литейное производство. 1995. — №4, 5. — С. 6 — 7.
45. Садовский В. М. Влияние содержания углерода и хрома на свойства высокохромистого чугуна / В. М. Садовский, О. С. Комаров и др. // Литейное производство. 1998.-№5.-С. 12-13.
46. Поддубный А. Н. Изготовление литых чугунных мелющих шаров
47. А. Н. Поддубный, II. II. Александров и др. // Литейное производство. 1994. -№8.- С. 8-10.
48. Поддубный А. II. Мелющие шары из чугуна, изготовленные кокильным литьем / А. Н. Поддубный // Литейное производство. 1998. №1. - С.8.
49. Колокольцев В. М. Износостойкость двойных сплавов на основе железа /к
50. B. М. Колокольцев // Литейное производство. 1996. №4. - С. 5.
51. Печенкина Л. С. Разработка износостойких спмозакаливающихся сплавов для тонкостенных точнолитых деталей. Автореф. дисс.канд. техн. наук.
52. Л. С. Печенкина. Курск, 2000.
53. Петров Л. А. Исследование высокотемпературной коррозии чугунов ЧС5Ш, ЧХ28 и ЧЮ22Ш /Л. А. Петров, А. И. Беляков, В. А. Таржуманова // Литейное производство. 1999. -№10. С. 23-24.
54. Ри X. Коррозионная стойкость и жаростойкость легированных белых чугунов / X. Ри, Э. X. Ри, В. А. Тейх и др. // Литейное производство. 2000. №3.1. C. 13-14.
55. Боголюбский С. Д. Коррозионная стойкость сталей для изготовления ножей. / С. Д. Боголюбский, В. В. Гук, А. П. Шлямнев // Металловедение и термическая обработка металлов. 2001 -№7. С. 10-12.
56. Комаров О. С. Термостойкость высокохромистых чугунов / О. С. Кома-, ров, В. М. Садовский и др. //МиТОМ. 2002. -№1. С.29-31.
57. Лучкин В. С. Факторы износостойкости белых хромистых чугунов
58. В. С. Лучкин, В. М. Снаговский, Ю. Н. Таран // Литейное производство. 1976. -№11. -С. 9.
59. Воробьева Э. Л. Структура белого чугуна и ее соответствие правилу Шарпи / Э. Л. Воробьева, Б. А. Мигачев, Т. С. Скобло // МиТОМ. 1975. №5. -С. 48.
60. Цыпин И. И. Новый абразивно-коррозионный белый чугун / И. И. Цыкпин, М. Е. Гарбер, С. С. Михайловская // Литейное производство. 1978. — С. 31— 32.
61. Иодковский С. А. / С. А. Иодковский, В. С. Дуб, И. С. Ивахненко // Изв.вузов. Черная металлургия. 1965. — №3.
62. Ивахненко И. С. Измерение плотности жидкой стали по поглощению проникающего излучения / И. С. Ивахненко // Научно-техническая информация о работах ЦНИИТМаша. М. : ОНТ ЦНИИТМаша, 1966. Вып. 62. -С. 79-84.
63. Мильман Б.С. Плотность жидкого чугуна и процессы его структурообразовання / Б. С. Мильман, Б. И. Клочнев, И. С. Ивахненко и др. // Литейное производство. 1969. №5. - С. 26-28.
64. Неразрушающие испытания. Справочник / Под ред. Р. Мак-Мастера. М.: Энергия, 1965.-504 с.
65. Гамма-метод в металлургическом эксперименте: Сб. науч. трудов. Новосибирск. Институт теплофизики СО АН СССР, 1981.
66. Испытание материалов. Справочник / Под. ред. X. Блюменауэра. пер с нем. 1979.-448 с.
67. Новецкий Л. А. Теплофизические свойства металлов при низких температурах / Л. А. Новецкий, И. Т. Кожевников. М. : Машиностроение, 1975.
68. Матунов Е. С. Теплофизические измерения в монотонном режиме / Е. С. -Матунов. Л. : Энергия, 1973.
69. Жук Н. П. Курс теории коррозии и защиты металлов /Н. П. Жук. М. : Металлургия, 1976. - 472 с.
70. Розенфельд И. J1. Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов / И. J1. Розенфельд, К. А. Жигелова. М. : Металлургия, 1966. - 347 с.
71. Романов В. В. Методы исследования коррозии металлов / В. В. Романов. М. : Металлургия, 1965. - 280 с.
72. Чекмарева J1. И. Исследование процессов коррозии металлов / J1. И., Чекмарева. Хабаровск: Изд. ХГТУ, 1983. - 178 с.
73. Уэнланд У. Термические методы анализа / У. Уэнланд. М. : Мир, 1978.-526 с.
74. Никитин В. И. Расчет жаростойкости материалов / В. И. Никитин. — М. : Металлургия, 1976.
75. Кубышевский О. Окисление металлов и сплавов / О. Кубышевский, С. Б. Гокнин.-М.: Металлургия, 1965.
76. Архаров В. И. и др. О термодинамике и кинетике с участием активированных комплексов / В. И. Архаров и др. // Защитные покрытия на металлах. 1972.-№6.-С. 24-28.
77. Васильев Д. М. Дифракционные методы исследования структуры / Д. М. Васильев. М. : Металлургия, 1977. - 247 с.
78. Уманский Я. С. Рентгенография металлов / Я. С. Уманский. М. : Металлургия, 1967. - 235 с.
79. Уманский Я.С. Рентгенография металлов и полупроводников/ Я. С. Уманский. М. : Металлургия, 1969.-496 с.
80. Белых В. В. Исследование физико-механических свойств железоуглеродистых сплавов и разработка на этой основе методов контроля и прогнозирования качества отливок: Автореф. дис.канд. техн. наук. / В. В." Белых. — Комсомольск-на-Амуре, 1999. 24 с.
81. Серпик J1. Г. Разработка, исследование и применение износостойких белых чугунов высокой прокаливаемости. : автореферат дисс . канд. техн. наук / J1. Г. Серпик. Тула, 1991. - 24 с.
82. Шубина М. В. Повышение свойств чугунных мелющих шаров и кокилей для их литья. : автореферат дисс . канд. техн. наук / М. В. Шубина. Магнитогорск, 2002. - 24 с.
83. Ри X. Влияние компонентов на свойства жидкой фазы и структурообра-зование синтетических чугунов / X. Ри. Владивосток; Хабаровск: изд-во ХГТУ, 1997.- 196 с.
84. Гуляев А. П. Металловедение / А. П. Гуляев. М. : Металлургия, 1977. - ь541 с.
85. Ри X. Использование шеелитового концентрата для производства ферровольфрама / X. Ри, С. II. Химухин и др. // Сб. науч. тр. «Современные проблемы. машиностроительного комплекса». — Хабаровск: Изд-во ХГТУ, 1998.
86. Ри Хосен. Об упорядочении структуры ближнего порядка жидких чугу- k нов при охлаждении / X. Ри, В. А. Тейх // Черная металлургия. М. : 1980. С. 123126
87. Ри Хосен. Влияние температурных элементов обработки расплавов / X. Ри, Д. Н. Худокормов, Н. И. Клочнев // Литейное производство. 1982. № 5. - С. 1-3.
88. Takeda. Technol.Rep. Tohoku. Liniv, ю, 1931, p. 49-92.
89. Hansed M, Der Aufbau der Zweistofflegierngen, Berlin, Springer, 1936, S689.
90. Сильман Г. И. Диаграммы состояния металлических систем / Г. И. Сильман. -М. : Наука, 1971.-С. 233-237.
91. Гудермон Э. Специальные стали / Э. Гудермон / Под. ред. А. С. Займов-ского и М.Л. Бернштейна. М. : 1960. - С. 16-38.
92. A. Hultgren u. Mitarbeiter. Kunge. Svenska vetenskapsakad. Hande., 4 ser., 4, " —№3, Stockholm, 1953.
93. Самсонов Г. В. Тугоплавкие соединения / Г. В. Самсонов. — М. : Гостех-издат, 1963.-398 с.
94. Троцкий Г .Н. Свойства чугуна / Г. Н. Троцкий. М. : Металлургиздат,
95. Strauss J. Metals Handooe, Amer. Soc. Cleveland, 1948 P. 1219.
96. Сильман Г. И. Методика термодинамического анализа тройных систем в области трехфазного равновесия / Г. И. Сильман. М. : Наука, 1971. - С. 233-237.
97. Румшиский JI. 3. Математическая обработка результатов эксперимента /Л. 3. Румшиский. -М. : Наука, 1971. 192 с.
98. Спиридонов А. А. Планирование эксперимента при исследовании и оптимизации технологических процессов/ А. А. Спиридонов, Н. Г. Васильев. -Свердловск : изд-во УПИ им. С.М. Кирова, 1975. С. 140.
99. Зажигаев Л. С. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента / Л. С. Зажигаев, А. А. Кишьян, Ю. И. Романиков. — М. Атомиздат, 1978. С. 232.
100. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю. П. Адлер, Е. В. Меркова, Ю. В. Грановский. -М. : Изд-во «Наука», 1976.-267 с.
101. ГОСТ 23. 208-79 Метод испытания материалов на износостойкость о нежестко закрепленные абразивные частицы. М. : Изд-во стандартов, 1980. 6 с.
102. Малик И. В. Исследование влияния марганца на механизм и кинетику кристаллизации чугуна : дис . канд. тех. наук / И. В. Малик. — Днепропетровск, 1980.-24 с.
103. Штейман Е. Л. Особенности формирования структуры ванадийсодер-жащих износостойких наплавок // Металловедение и термическая обработка металлов. 2002-№12.-С. 31-32.
104. Вишнякова Е. Н. Технологические характеристики высокохромистых чугунов для прокатных валков / Е. Н. Вишнякова, Э. М. Темников и др. // Литейное производство. 1983.-№11. С. 11-12.
105. Рожкова Е. В. Процессы, протекающие при отпуске износостойких чугунов / Е. В. Рожкова, М. Ю. Иванова // Металловедение и термическая обработка металлов. 1987. №7. - С. 35-36.
106. Карпенко М. И. Легирование и модифицирование чугунов для износостойких отливок / М. И. Карпенко, Е. И. Марукович // Литейное производство. k 1999.-№9.-С. 27-28.
107. Романов О. М. Износостойкие лопатки дробеметных аппаратов / О. М. романов, Е. В. Рожкова и др. // Литейное производство. 1981. №1. — С. 26-275.
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.