УЗАГАЛЬНЕНІ ПОКАЗНИКИ ХІМІЧНОГО СКЛАДУ І ВЛАСТИВОСТЕЙ ЧАВУНУ З ВЕРМИКУЛЯРНИМ ГРАФІТОМ: Procesi littâ, 2024, Vol 4 (158), 36-43

К.А.  Сіренко; В.Л.  Мазур; Д.О.  Дереча

doi:10.15407/plit2024.04.036

Автор(и)

К.А. Сіренко Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0003-2613-8094
В.Л. Мазур Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0001-8970-5389
Д.О. Дереча Інститут магнетизму НАН України та МОН України (Київ, Україна) https://orcid.org/0000-0002-2442-3759

DOI:

https://doi.org/10.15407/plit2024.04.036

Ключові слова:

чавун, хімічний склад, вермикулярний графіт, вуглецевий еквівалент, ступінь евтектичності, механічні властивості, виливки

Анотація

Розглянуто сучасний стан теорії і технології виробництва виливків із чавуну з вермикулярним графітом. Виконано порівняльний аналіз хімічного складу і властивостей чавунів різного типу й призначення. Узагальнено результати досліджень у сфері технології виготовлення чавунів із вермикулярним графітом. Із використанням імовірнісного підходу та застосуванням методу Монте-Карло розраховано величини вуглецевого еквівалента й ступеня евтектичності чавуну з вермикулярним графітом різних марок. Показано закономірності зміни міцності, твердості, відносного видовження, теплопровідності виливків із чавуну з вермикулярним графітом від його вуглецевого еквівалента й ступеня евтектичності. Міцність і твердість чавуну з вермикулярним графітом збільшуються при зниженні його вуглецевого еквівалента та ступеня евтектичності. Відносне видовження і теплопровідність зменшуються. З підвищенням твердості НВ і тимчасового опору під час розтягання чавуну з вермикулярним графітом його теплопровідність зменшується. Підвищення температури чавуну з вермикулярним графітом від 20 °C до 500 °C знижує коефіцієнт його теплопровідності на ~ 20 %. Встановлено регресійні залежності і коефіцієнти кореляції цих властивостей чавуну з вермикулярним графітом від величин вуглецевого еквівалента і ступеня евтектичності. Коефіцієнт кореляції між ступенем евтектичності і вуглецевим еквівалентом близький до одиниці. Між твердістю НВ, тимчасовим опором під час розтягання і ступенем евтектичності та вуглецевим еквівалентом дорівнює 0,91–0,95. За даними опублікованих результатів досліджень обʼєм усадкових раковин у виливках із чавуну з вермикулярним графітом в ~ 2 рази менший, ніж у виливках із чавуну з кулястим графітом. Запропоновано пояснення виявленим закономірностям, а також рекомендації щодо сфер застосування виливків із чавуну з вермикулярним графітом. Виливки із чавуну з вермикулярним графітом мають перспективи розширення використання при виготовленні виробів для експлуатації в умовах високих навантажень і постійних суттєвих теплозмінах.

Біографії авторів

К.А. Сіренко, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

мол. наук. співроб.

В.Л. Мазур, Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України (Київ, Україна)

чл.-кор. НАН України, д-р техн. наук, проф., гол. наук. співроб.

Д.О. Дереча, Інститут магнетизму НАН України та МОН України (Київ, Україна)

канд. ф.-м. наук, ст. наук. співроб., завідувач лабораторії

Посилання

Zakharchenko, E.V. (1986). Castings from cast iron with spherical and vermicular graphite / E.V. Zakharchenko, Yu.N. Levchenko, V.G. Gorenko, P.A. Varenyk. Kiev: Nauk. dumka. 248 р. [in Russian].

Shumikhin, V.S. (1982). High-quality cast irons for castings / V.S. Shumikhin, V.P. Kutuzov, A.I. Khromchenkov, I.A. Dibrov, N.N. Aleksandrov, Y.G. Bobro, O.V. Puzyrkov-Uvarov, N.K. Blazhko. Moskva: Mashinostroenie. 222 р. [in Russian].

Neizhko, I.G. (1992). Heat treatment of cast iron. Kiev: Naukova dumka. 208 p. [in Russian].

Sirenko, K.A., Mazur, V.L., Derecha, D.O. (2023). Dependence of hardness and other properties of gray iron on its carbon equivalent and degree of eutecticity. Metal and Casting of Ukraine, vol. 31, no. 2 (333), 42–50. https://doi.org/10.15407/steelcast2023.02.042 [in Ukrainian].

Sirenko, К.A., Mazur, V.L. (2024). Assessment of thermal conductivity of grey cast iron castings with lamellar graphite. Casting processes, no. 2 (156), 56–64. https://doi.org/10.15407/plit2024.02.056 [in Ukrainian].

Vozdvizhenskiy, V.M., Grachev, V.A., Spasskiy, V.V. (1984). Foundry alloys and technology of their melting in mechanical engineering. Moskva: Mashinostroenie. 432 p. [in Russian].

Girshovich, N.G. Reference book on cast iron casting. Lieningrad: Mashinostroenie. 1978. 758 р. [in Russian].

Sirenko, K.A., Mazur, V.L. (2023). Definition of carbon equivalent and degree of eutecticity of cast iron in foundry production. Casting processes, no. 1 (151), pp. 20–34. https://doi.org/10.15407/plit2023.01.020 [in Ukrainian].

Sirenko, K.A., Mazur, V.L., Derecha, D.O. (2024). Assessment of chemical composition and properties of cast iron with nodular graphite for castings (probabilistic approach). Casting processes, no. 3 (157), pp. 36–45. https://doi.org/10.15407/plit2024.03.036 [in Ukrainian].

Andreev V.V. Cast iron with vermicular graphite and prospects of its application. Works of TSNIITMASH. М., 1977, no. 139, pp. 159–165 [in Russian].

Aleksandrov N.N., Andreev V.V., Ilyicheva L.V., Milman B.S. Cast Iron with Vermicular Graphite. Reference book on cast iron. Lieningrad: Mashinostroenie. 1978, pp. 79–81 [in Russian].

Andreev V.V. High-strength cast iron with vermicular graphite. Mechanical engineering. Encyclopaedia. Vol. ІІ-2. Steels and cast irons. Chap. 3.4. Moskva: Mashinostroenie. 2001, pp. 583–601 [in Russian].