ОСОБЛИВОСТІ ВПЛИВУ ЛЕГУВАННЯ НА СТРУКТУРОУТВОРЕННЯ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО ЧАВУНУ У ВИЛИВКАХ
Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 25-35
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2024.04.025Ключові слова:
високоміцний чавун, перліт, модифікатор, легування, мідь, нікель, нормалізування, структуроутворення, механічні властивостіАнотація
Високоміцний чавун має підвищену схильність до утворення карбідної фази при кристалізуванні. Тому ефективним є підвищення характеристик міцності високоміцного чавуну шляхом легування некарбідоутворювальними елементами, до яких належать мідь та нікель. У роботі досліджено закономірності впливу легування міддю та нікелем на структуроутворення й механічні властивості високоміцного чавуну у виливках. Показано, що при легуванні високоміцного чавуну міддю, порівняно з легуванням нікелем, збільшується кількість перліту в металевій основі, підвищується тимчасовий опір під час розривання та зменшується відносне видовження. Розроблено технологічні параметри, які забезпечують одержання легованих високоміцних чавунів із механічними властивостями, що значно перевищують вимоги чинного стандарту ДСТУ ЕN 1563:2018 до перлітного чавуну марки ВЧ800-2 (σв ≥ 800 МПа, δ ≥ 2 %). Встановлено, що використання високоякісного чушкового чавуну дозволяє зменшити витрату на модифікування феросиліцій-магній-кальцієвої лігатури з 2,5 % до 1,5 % (від маси рідкого чавуну) і сприяє підвищенню пластичності литого металу більше як у 2 рази при достатньо високому рівні міцності легованих високоміцних чавунів. Розроблено короткотривалий процес більш економного термічного оброблення, який забезпечує значне підвищення міцності легованих високоміцних чавунів: у тонкостінних виробах із легованого міддю (1 %) високоміцного чавуну тимчасовий опір розриванню σВ становить 950 МПа при відносному видовженні δ = 6,6 %, із легованого нікелем (1 %) — 875 МПа при δ = 9,1 %. Тобто легування нікелем є більш ефективним для підвищення пластичності, тоді як легування міддю — для підвищення міцності. Результати проведених досліджень розширяють базу даних для розроблення прогресивних технологій отримання виробів із легованих високоміцних чавунів з підвищеними механічними й спеціальними властивостями для сучасної техніки.
Посилання
Sherman, A.D., Zhukov, A.A. (Eds.) (1991). Cast iron. Handbook. Moscow: Metallurgiya, 576 p. [in Russian].
Bublikov V.B., Bachynskyi Yu.D. (2018). Ductile cast iron: the progress of technologies, an improvement of properties. Metal and Casting of Ukraine, no. 7-8, pр. 7–12 [in Russian].
Bublikov V.B., Yasinsky A.A., Syroporshnev L.N., Bachynskyi Yu.D., Kozak D.S. (2010). Copper in high-strength cast iron. no. 3, pp. 46–57 [in Russian].
Vashchenko, K.I., Shumykhyn, V.S. (1992). Melting and after-furnace processing of cast iron for castings. Kyiv: Vyshcha shkola, 246 p. [in Russian].
Girshovich, N.G. (1966). Crystallization and properties of cast iron in castings. Moscow: Mashinostroenie, 562 p. [in Russian].
Baker, H. (Ed.) (1992). ASM Handbook: Alloy Phase Diagrams. “ASM International”, vol. 3, 1741 p.
Lyakishev, N.P. (1997). State diagrams of binary metal systems. Handbook. Vol. 2. Moscow: Mashinostroenie, 1023 p. [in Russian].
Kutsova, VZ., Kovzel, M. A., Nosko, O.A. (2008). Alloyed steels and alloys with special properties. Dnipro: NMetAU. 348 p. [in Ukrainian]
Bublikov, V.B., Yasinskiy, A.A., Syroporsnev, L.N., Berchuk, D.N., Kirishun, I.V. (2011). Influence of nickel on the structure and mechanical properties of high-strength cast iron castings. Casting processes, no. 2, pp. 24–34 [in Russian].
Lacaze J., Larranaga P., Asenjo I., Suarez R., Sertucha J. (2012). Influence of 1 wt-% addition of Ni on structural and mechanical properties of ferritic ductile irons. Materials Science and Technology. Vol. 28, No 5. pp. 603–608. https://doi.org/10.1179/1743284711Y.0000000100.
Watsada Siripongtana, Rungsinee Canyook (2023). Influence of nickel on the microstructure and mechanical properties of nodular cast iron. Materials Science Forum. Vol. 1023. pp. 61–66. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.1023.61.
Litovka, V.I. (1987). Improving of high-strength cast iron quality in castings. Kiev: Naukova dumka. 208 p. [in Russian].
Shumykhyn, V.S., Kutuzov, V.P, et al. (1982). High-quality cast irons for castings (Ed. by Alexandrov, N.N.). Moscow: Mashinostroenie, 222 p. [in Russian].
Vlasenko A.M. Material science an technology of metals: a textbook for students of professional (technical) education. Kyiv: Litera LTD. 224 p. [in Ukrainian].
Nabil Fatahallaa, Aly AbuElEzz, Moenes Semeida (2009). C, Si and Ni as alloying elements to vary carbon equivalent of austenitic ductile cast iron: Microstructure and mechanical properties. Materials Science and Engineering A. Vol. 504, Iss. 1–2. pp. 81–89. https://doi.org/10.1016/j.msea.2008.10.019.
Hartung C., White D., Copi K., Liptak M., Logan R. (2014). The continuing evolution of MgFeSi treatments for ductile and CG irons. International Journal of Metalcasting. Vol. 8, iss. 2, pp. 7–15. https://doi.org/10.1007/BF03355577.
Pietrowski S. (2009). Control of cast iron and casts manufacturing by inmold method. Archives of foundry engineering. Vol. 9, Is. 3. pp. 133–142.
U. D. (2021). Technology of thin-walled ductile cast iron castings obtaining in coated metal moulds with the use of in-mold melt modifying. Metal and Casting of Ukraine, no. 1, pр. 46–53 [in Ukrainian].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 В.Б. Бубликов, О.О. Ясинський, О.О. Ясинська, Д.М. Берчук, Ю.Д. Бачинський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
