автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Исследование и разработка способа управления первичной структурой хромистых чугунов с помощью модифицирования с целью повышения качества отливок

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

На правах рукописи

Орехова Александра Ивановна

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРВИЧНОЙ СТРУКТУРОЙ ХРОМИСТЫХ ЧУГУНОВ С ПОМОЩЬЮ МОДИФИЦИРОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ОТЛИВОК

Специальность 05.16.04 - «Литейное производство»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 4 0 КТ 20Ю

Москва 2010

004610335

Диссертационная работа выполнена на кафедре Технологии литейных процессов Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Научный консультант

кандидат технических наук, доцент

Козлов Леонид Яковлевич

Рожкова Елена Владимировна

Официальные оппоненты:

Президент РАЛ, доктор технических наук Дибров Иван Андреевич

Гл. инженер ОАО «Водоприбор», кандидат технических наук Коган Борис Леонидович

Ведущее предприятие: ЗАО «Лнтаформ»

Защита состоится 28 октября 2010 г. в 10:00 часов на заседании при ФГОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» по адресу. 119049, Москва, Ленинский пр-т, д. 6, ауд. А-305.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального исследовательского технологического университета «МИСиС».

Автореферат разослан «23» сентября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д.212.132.02 доктор технических наук, профессор

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Диссертация посвящена исследованию способов управления первичной структурой хромистых чугунов с помощью модифицирования. Направление исследований связано с остро стоящей проблемой повышения долговечности оборудования, добывающего и перерабатывающего минеральное сырье.

Одним из наиболее перспективных материалов, которые эффективно применяются для указанного оборудования, являются белые хромистые чугуны. Легирование хромом придает чугунам высокую абразивную стойкость благодаря присутствию в структуре карбидной составляющей, а также коррозионную стойкость за счет легирования металлической основы хромом, жаростойкость, вследствие повышения электрохимического потенциала металлической основы и создания на поверхности отливок прочной нейтральной оксидной пленки, жаропрочность и т.п.

Применение хромистых чугунов охватывает практически все добывающие отрасли: добычу и переработку полезных ископаемых (руды, угля, нефти и т.п.), обогащение, металлургию, энергетику, строительно-дорожную технику и т.п. Однако выпуск деталей из этих материалов ограничен из-за дороговизны и дефицитности легирующих элементов (Cr, Ni, V, Mo и др.), входящих в состав лучших отечественных и зарубежных марок хромистых чугунов. В связи с этим поиск более дешевых методов получения сплавов, которые могут обеспечить необходимое сочетание высокой износостойкости и твердости, жаростойкости наряду с удовлетворительной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью, является весьма актуальным.

Цель работы. Исследование возможности изменения первичной структуры хромистых чугунов для повышения свойств отливок без изменения химического состава сплавов и, как следствие, экономии дефицитного и дорогостоящего легирующего хрома. Развитие теоретических представлений о влиянии модифицирующих элементов (кремния, магния, редкоземельных металлов) на параметры кристаллизации, особенности формирования первичной структуры, микротвердость структурных составляющих, твердость и прочность хромистых чугунов. Определение оптимального количества модификатора, обеспечивающее стабильный модифицирующий эффект, для высокохромистых (18-19 %' масс.) и низкохромистых (3-5 % масс.) чугунов.

1 Здесь и далее содержание компонентов в сплавах, модификаторах и т.п. приводится в массовых долях, %. Слова «массовая доля» опущены.

Научная новизна работы.

1. Показано, что модифицированный низкохромистый чугун, полученный с использованием разработанного способа внепечной обработки, содержит эвтектические карбиды Ме?Сз, которые по твердости и прочности значительно превосходят карбиды цементитного типа (МсзС) и имеют более благоприятную морфологию,

2. На основании термодинамических расчетов показана возможность образования карбидов СГ7С3 при содержании хрома 3,5 %, что реализуется только в присутствии указанного комплексного модификатора, содержащего кремний и магний, что подтверждено рентгеноструктурным фазовым анализом и металлографическими исследованиями.

3. Установлено, что обработка данным модификатором высокохромистых чугунов обеспечивает заметное измельчение эвтектики и увеличение количества первичных карбидов, которые по мере повышения содержания вводимого модификатора становятся более компактными.

4. Определено оптимальное количество модификатора, обеспечивающее наилучшее сочетание литейных и механических свойств в низкохромистом и заэвтектическом высокохромистом чугунах.

Практическая значимость.

1. На основании результатов аналитических и экспериментальных исследований разработан способ управления первичной структурой, обеспечивающий получение хромистокарбидной эвтектики в чугунах с содержанием хрома 3-5 %, что позволило увеличить прочность примерно на 70 %.

2. Разработан способ внепечной обработки расплава низкохромистого чугуна, позволяющий получать хромистокарбидную эвтектику и полностью исключающий образование ледебурита без изменения содержания углерода и хрома.

3. Разработан способ получения чугунов с низким содержанием хрома и свойствами, присущими чугунам с более высоким содержанием хрома, что позволяет существенно повысить экономические показатели. Экономия только на шихте при существующих ценах на феррохром и модификатор составляет около 24000 рублей на тонну.

4. Разработан способ модифицирования заэвтектических чугунов с 18-19 % хрома, обеспечивающий получение более мелкой структуры первичных и эвтектических карбидов.

Апробация работы.

Основные материалы диссертационной работы доложены и обсуждены:

- на V международной научно-практической конференции "Прогрессивные литейные технологии", Москва, НИТУ «МИСиС», 2009 г.;

- на XII Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет и НПФ «Плазмацентр», 2010 г.;

- на научных семинарах кафедры технологии литейных процессов НИТУ «МИСиС» (2009-2010 г.г.).

Результаты диссертационной работы отражены в 3 публикациях в виде статей и тезисов докладов конференций.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования влияния комплексного модификатора на структуру, литейные и мсханичсские свойства низкохромистых (3-5 % Сг) чугунов.

2. Результаты исследования влияния комплексного модификатора на структуру, литейные и механические свойства высокохромнстых (18-19 %) чугунов.

3. Термодинамические расчеты возможности образования карбидов СГ7С3 в присутствии комплексного модификатора.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка из источников. Работа изложена на ^страницах машинописного текста, содержит рисунков, ¿4 таблицы.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту, апробация работы и публикации.

В первой главе на основе обзора отечественной и зарубежной литературы, описаны сферы применения хромистых чугунов, механизм образования структуры и способы реализации процессов повышения их эксплуатационных характеристик. Особое внимание уделено освещению проблемы модифицирования хромистых чугунов, серьезной проблемой при производстве которых является получение неблагоприятных типов структур, таких как транскристаллизационные структуры, крупные первичные и/или грубые эвтектические включения карбидов. Появление неблагоприятных структур

влечет за собой низкий уровень механических свойств и износостойкости хромистых чу гунов.

По результатам изучения литературных данных были сделаны следующие выводы:

1. Хромистые чугуны - перспективный материал, работающий в условиях абразивного износа, повышенных температур и в коррозионно-активных средах. Область их применения довольно обширна. Варьирование содержания хрома приводит к образованию карбидов различных типов и улучшению свойств металлической основы, что позволяет использовать эти чугуны для изготовления отливок, работающих в различных средах и при разных условиях нагружения.

2. Основным методом повышения свойств хромистых чугунов является легирование элементами, упрочняющими металлическую основу и изменяющими морфологию и тип карбидов (ванадий, молибден, вольфрам), а так же повышающими жаростойкость чугунов (марганец, никель, титан).

3. Модифицирование обеспечивает повышение прочности и износостойкости отливок в основном за счет измельчения структуры, устранения транскристаллизации и дополнительного рафинирующего воздействия модификаторов.

4. Механизм стандартных технологий модифицирования хромистых чугунов осуществляется в основном по первому типу модифицирования, то есть за счет изменения поверхностного натяжения и энергии активации, а также по второму типу - за счет образования дисперсных тугоплавких включений.

5. В литературе ограничены данные по влиянию модифицирования хромистых чугунов на литейные свойства, такие как усадка. Так же очень мало данных по влиянию модифицирования на жаростойкость, хотя этот показатель является весьма важным при получении качественных отливок из хромистых чугунов.

6. Недостаточно данных о влиянии модификаторов на металлическую основу хромистых чугунов в литом и термообработанном состоянии.

7. Недостаточно исследований воздействия комплексных модификаторов на структурообразование хромистых чугунов.

На основе анализа литературных данных был сделан вывод о необходимости проведения исследования процессов модифицирования хромистых чугунов добавками комплексного модификатора, содержащего кремний, магний и редкоземельные металлы.

Во второй главе изложено описание материалов и методики исследований. Объектами исследования являлись чугуны с низким (3,5-5 %) и высоким (18-19 %) содержанием хрома. Исходный состав чугунов приведен в табл. 1.

Табл. 1. Состав исходных сплавов

Элемент, % масс. С Мп Сг Р

Низкохромнстый чугун 3,410 1,800 0,642 4,380 0,035 0,038

Высокохромистый чугун 3,500 0,800 1,200 18,700 - -

Модифицирование проводилось комплексным модификатором, применяемым для сфероидизации графита при производстве высокопрочного чугуна. Состав модификатора приведен в табл. 2. Варианты модифицирования приведены в табл. 3.

Табл. 2. Состав вводимого модификатора

Элемент 51 МЕ РЗМ А1 Са

Количество, % масс. 44-48 5,5-6,5 0,4-0,6 0,5-1 1

Табл. 3. Варианты модифицирования

№ варианта исходный 1 г 3 4 5

количество вводимой добавки, Г(М§ + РЗМ), % 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25

Плавка проводилась в индукционной тигельной печи ИСТ-0,06. Футеровка тигля основная. Часть плавок проводили с разделением металла на дозированные порции, которые дополнительно обрабатывали в ковше модификатором. Во всех случаях проводилось не менее двух дублирующих плавок. Температуру выпуска и заливки контролировалась термопарой погружения ЦНИИЧМ-1 [\\г-(Мо+А1)]. Абсолютная погрешность термопары составляет +10 °С. Работа термопары обеспечивалась электронным потенциометром ЭП11-09. Температура модифицирования для низкохромистых чугунов составляла 1450 "С, для высокохромистых -1550 "С.

Для проведения металлографических исследований были отлиты цилиндрические пробы переменного сечения, представляющие собой 3 соосных цилиндра диаметром 10, 20 и 30 мм (проба «ступенька»), залитые в форму из влажной песчано-глинистой смеси.

Химический состав определяли спектральным методом на приборе ОВи 081000, Ее-база. Фазовый анализ проводился рентгеноспектральным методом на дифрактометре ДРОН-ЗМ, полученные спектры анализировали с помощью пакета программ РНАЫ и РНАИ% (фазовый анализ). Из полученных образцов были приготовлены микрошлифы для изучения микроструктуры по их сечению. Образцы изучались в травленом состоянии, травление производилось 3-5 % раствором азотной кислоты в этиловом спирте.

Металлографическое исследование фазового состава образцов проводилось на микроскопах ЫЕОРНОТ-21 и ЕС МЕТАМ РВ-23 при увеличениях от 100 до 800 крат. Количественный металлографический анализ проводили с помощью системы обработки и анализа изображения "ИЕХУЗ 1таяеЕхре11 Рго 3".

Измерение микротвердости проводилось по ГОСТ 9450-76 на микротвердомере ПМТ-3 вдавливанием алмазной четырехгранной пирамидки, нагрузка на индентор от 20 до 50 г. Твердость образцов по Роквеллу определяли по ГОСТ 9013-59 вдавливанием алмазного конуса, имеющего угол при вершине 120

Термообработка осуществлялась в муфельной печи ЭКОЬ 8.2/1100.

Окалиностойкость оценивали по ГОСТ 6130-71 после выдержки образцов в печи в течение заданного времени (1 час) при постоянной температуре (950 °С) в среде атмосферного воздуха методом замеров толщины образцов.

Линейную усадку определяли как разность размеров формы (модели отливки) и отливки после ее полного охлаждения, замерялась свободная и затрудненная усадка.

Механические свойства (предел прочности при испытании на изгиб и ударная вязкость) определялись по ГОСТ 1409-80 и ГОСТ 9454-78 на испытательной машине 4У2.773.066ПС и маятниковом копре с предельной энергией удара 2 кгс м.

В третьей главе произведен расчет термодинамической оценки возможности образования карбидов хрома СГ7С3 в низкохромистом чугуне (на примере чугуна состава ЧХ5) в исходном состоянии и при различных вариантах его модифицирования: ферросилицием (ФС75) и комплексным модификатором, содержащим кремний и магний (на примере ФС50Мг6).

Для модифицированного ферросилицием чугуна расчет ДСм.т' проводился с учетом концентрационных неоднородностей в расплаве. При модифицировании в объеме расплава возникают очаги неоднородности, обусловленные растворением кремния из ферросилиция. В локальных точках, по мере растворения модификатора и его рассеяния по объему, концентрация 81 будет постепенно уменьшается от 75 до 2 %. В связи с тем, что кремний существенно повышает активность углерода и тем самым увеличивает вероятность образования высокохромистой карбидной фазы Сг;Сз, оценивалась вероятность протекания реакции в зонах с повышенным содержанием кремния (75 %, 50 %, 30 %, 20 %):

7[Сг] + 3[С] = Сг;С3,1,; (1)

ДОт = ДОт° + Я-ТЫКао,« / [(асг)7 (ас)3]}; (2)

Д0Т = Дв/ + 19,155-1ё{1/[(ГСг>7' (% Сг)7 • ас)3 (%С)3]};

Рис. 1. Результаты расчетов термодинамической возможности образования карбида СГ7С3 в исходном чугуне, модифицированном кремнием, модифицированном кремнием и

магнием

По результатам расчетов были сделаны выводы, что в ^модифицированном низкохромистом чугуне образование карбида СГ7С3 невозможно. В чугуне, модифицированном ферросилицием ФС75 (рис. 1), формирование карбида Сг7Сз в расплаве термодинамически обусловлено лишь в начальные моменты времени после ввода модификатора, когда содержание кремния в активных центрах превышает 20 %.

В низкохромистом чугуне, модифицированном кремнием и магнием, формирование карбида Сг7С3 в расплаве термодинамически обусловлено также лишь в начальные моменты времени после начала модифицирования, когда содержание кремния и магния в активных центрах превышает 20 и 2,4 % соответственно. При этом образование хромистокарбидной фазы возможно в более широком температурном интервале, чем в присутствии одного лишь кремния. Разность по температуре составляет порядка 50 градусов. Разность значений ДОт составляет 20000 Дж/моль, что предполагает более высокую вероятность образования тригонального карбида СГ7С3 в присутствии магния.

В четвертой главе приведены результаты исследований влияния модифицирования на процессы структурообразования и фазовый состав, физико-механические и литейные свойства низко- и высокохромистого чугунов.

1. Влияние модифицирования на структуру и свойства низкохромистого чугуна с 3,5-5 % Сг. В качестве исходного сплава был принят чугун химического состава, указанного в табл. 1.

Обработка расплава производилась в ковше путем введения в расплав модификатора, который практически не изменяет химический состав чугуна. Химический состав исходного чугуна и после модифицирования приведен в таблице 4. Всего было исследовано пять вариантов модифицирования, отличающихся количеством введенной технологической добавки. Количество вводимой добавки приведено в таблице 2.

Табл. 4. Химический состав чугуна до и после обработки

Содержание элементов, % масс. Исходный образец Вариант №5

С 3,410 3,350

81 1,800 3,600

Мп 0,642 0,544

Сг 4,380 3,524

Р 0,035 0,035

Б 0,038 0,006

Как видно из приведенных данных химического анализа, содержание углерода и хрома в чугуне до и после внепечной обработки практически не меняется (разница находится в пределах ошибки определения). Исключение составляет увеличение содержания кремния, который целиком находится в твердом растворе и не влияет ни на количество карбидов, ни на параметры их кристаллической решетки, и уменьшение содержания серы.

Исходный образец содержит ледебуритную эвтектику и имеет перлитную металлическую основу. По мере увеличения количества вводимой добавки происходит изменение микроструктуры чугуна: ледебуритная эвтектика постепенно исчезает и появляется хромистокарбидная эвтектика (рис. 2). Существенное изменение наступает уже после введения 0,10 % добавки (вариант № 2). Цементит РезС в обоих образцах является составной частью перлита. Изменение морфологии первичной структуры (образование хромистокарбидной эвтектики) происходит постепенно и зависит от количества технологической добавки.

В табл. 5 и 6 приведены результаты рентгеноструктурного фазового анализа и расчет количества фаз в соответствии с проведенным фазовым анализом и данными количественной металлографии.

Табл. 5. Результаты рентгеноструктурного фазового анализа

Исходный Вариант 5

Фаза Тип решетки Параметры решетки, анг Фаза Тип решетки Параметры решетки Анг.

1:с-а1рЬа Куб.н.у. 2,868 ±0,0001 Рс-а1рИа Куб.н.у. 2,868 ± 0,0001

Рс3С Орт.н.у. А 5,088 ± 0,0010 В 6,753 ±0,0020 С 4,531 ±0,0010 Рс3С Орт.н.у. А 5,099 ±0,0170 В 7,049 ± 0,0220 С 4,428 ±0,0130

(Рс,Сг),С Орт.н.у. А 4,96150 ±0,0030 В 6,79852 ±0,0060 С 4,50774 ±0,0030 Нет - -

Нет - - (Сг,Ке),С3 Геке. А 6,927 ± 0,0030 В 4,498 ± 0,0020

С увеличением вводимой добавки количество эвтектических карбидов уменьшается. При этом меняется и состав карбидной фазы: в исходном чугуне и после первой и второй добавки карбидная фаза состоит из РезС и (Ре,Сг)зС (рис. 3). С увеличением добавки количество РезС уменьшается, а (Ре,Сг)зС растет. С увеличением добавки свыше 0,10 % эвтектика представлена карбидами (Сг.Ре^Сз, причем эти карбиды появляются, начиная со второй добавки, причем на одном шлифе наблюдаются области с карбидами РезС и с (Сг,Ре)7Сз. Дальнейшее увеличение количества добавки приводит к полной замене ледебуритной эвтектики на хромистокарбидную. Таким образом, показано,

что в чугунах с 3,5 % Сг и 3,4 % С в результате модифицирования образуются тригональные карбиды (Сг,Ре)?Сз, что в обычных условиях никогда не наблюдается.

Табл. 6. Количество фаз по результатам измерений

№ Обр. Эвтектические карбиды, объемная доля Перлит, объемная доля фаз Ис-а (свободный )

ИезС (Ре,Сг),С. (Сг,Ре)7С, Ре-а Ре,С (Сг,Ре)7С,

Исх. 22,7 6,3 нет 48,3 22,7 нет нет

1 16,1 7,9 нет 65,7 10,3 нет нет

2 4,95 10,7 2,35 52,7 29,3 нет нет

3 нет нет 10,0 79,7 4,2 6,1 нет

4 нет нет 8,0 79,3 6,0 5,3 1,5

5 нет нет 7,0 53,2 5,2 24,1 10,5

Кошристьо вселенной добавки, ''■> Ый-Р'ЗМ

Рис. 3. Объемная доля карбидов в эвтектике

Механизм образования карбида (Сг,Ре)7Сз можно объяснить тем, что он содержит в 1,5 раз больше углерода, чем карбид цементитного типа. С увеличением содержания кремния в чугуне за счет введения модификатора, содержащего 44-48 % кремния, например в 5 добавке, активность углерода увеличивается, а его концентрация в растворе уменьшается, и высвободившийся углерод расходуется на образование вьгсокоуглеродистого карбида (Сг,Ре)7С3.

Одновременно меняется и фазовый состав перлита. В исходном чугуне и после добавки 0,05-0,10 % модификатора перлит имеет состав а+ре3С. Дальнейшее увеличение количества введенной добавки приводит к тому, что перлит, наряду с цементитом содержит тригональный карбид хрома (Сг,Ре)7Сз (рис. 4).

■ Fe3C □ (Cr.Fe)7C3

iTTTlr

0 05 0 1 3.55 0 2

Количество введенной добавки, %

Рис. 4. Объемная доля карбидов в перлите

По полученным результатам была построена структурная диаграмма (рис. 5), с помощью которой можно определить количество фаз в чугуне в зависимости от вводимой добавки. Начиная с 0,10 % добавки, в структуре вместо ледебурита появляется хромистокарбидная эвтектика. Металлическая основа также претерпевает изменения: перлитная составляющая, начиная с 0,15 % добавки, также содержит карбид (Сг,Ре)7Сз. Дальнейшее увеличение вводимой добавки способствует появлению свободного феррита. Таким образом, пользуясь этой диаграммой, можно определить количество и тип структурных составляющих в чугуне в зависимости от заданного количества вводимой добавки, либо решить обратную задачу.

В связи с изменением состава перлита, изменилась его микротвердость. С увеличением количества модификатора микротвердость перлита в литом образце существенно снизилась. Прежде всего, это связано с существенным увеличением количества феррита в перлите, который выделяется как низкоуглеродистая фаза в связи с переходом углерода из цементита перлита в хромистый карбид.

Количество введенной добавки, 6/о + РЭМ Рис. 5. Структурная диаграмма фазового состава образцов

Литейная усадка (свободная и затрудненная) под воздействием модифицирования существенно уменьшилась (рис. 6). Вероятно, это связано с уменьшением общего количества карбидов.

О 0.05 0,1 0,15 0.2 0,25

Количество введенной добавки, % ГУ^+РЗМ

Рис. б. Изменение литейной усадки при модифицировании

В результате проведенного модифицирования изменились механические свойства чугуна. Определяли предел прочности литых образцов при испытании на изгиб (табл. 6). Известно, что чугуны с карбида»™ Ре3С имеют низкие механические свойства, обусловленные морфологией карбидной фазы, которая образует непрерывный каркас. Появление участков изолированных карбидов способствует повышению механических свойств. Испытания ою проводили при следующих режимах: Скорость нагружения - 2 мм/мин; Расстояние между опорами - 90мм; Диаметр опор и ножа - 30 мм; Площадь сечения образца 90мм2.

Табл. 7. Результаты испытаний механических свойств образцов

Исходный образец Вариант 5

№ образца Разрушающая нагрузка, кгс, № образца Разрушающая нагрузка, кг

1 192 1 450

2 250 2 450

3 258 3 350

4 261 4 400

Среднее 240,25 Среднее 412,25

Среднее увеличение разрушающей нагрузки составляет 70 %.

По результатам металлографического анализа было определено количество карбидов (Сг,Ре)7Сз в модифицированном чугуне. По литературным данным, такое количество карбидов соответствует чугуну, содержащему 3,5 % С и 8-9 % Сг, который имеет коэффициент относительной износостойкости, равный 8 (рис. 7).

Содержание хрома в чугуне, % масс.

Рис. 7. Коэффициент относительной износостойкости

Для термообработки модифицированных образцов был выбран следующий режим: выдержка 30 мин. при 950 °С с последующей закалкой в воду. Данный режим был выбран как оптимальный, так как выдержка при меньших температурах и охлаждение на воздухе привело к образованию двухфазной области во всех образцах.

Образование свободного феррита при высоком содержании модификатора и измельчение карбидной фазы в литых образцах привело к некоторому снижению твердости образцов в результате модифицирования. В термообработанных образцах выявлена та же тенденция, что связано с переходом металлической основы из аустенитной в аустенитно-мартенситную и ферритную под воздействием большого количества модификатора.

Изменение жаростойкости и окалиностойкости вычислялось путем замера толщины образцов до и после выдержки в печи при постоянной температуре (табл. 8). Увеличение жаростойкости связано с увеличением содержания модификатора (рис. 8). Механизм повышения жаростойкости связан с тем, что карбиды (Сг,Рс)7Сз более жаростойкие по сравнению с карбидами цементитного типа, а так же с повышенной активностью кремния к кислороду, образующего в процессе окисления плотные оксиды, диффузия сквозь которые проходит с трудом. С увеличением содержания модификатора и повышением концентрации кремния в металлической основе, повышается химический потенциал, а следовательно, и жаростойкость.

Табл. 8. Результаты измерения жаростойкости

Количество введенной добавки, Е(Мд + РЗМ), % 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25

Толщина слоя окалины, мм 0,2 0,3 0,05 0 0 0

Рис. 8. Изменение жаростойкости при модифицировании

2. Влияние модифицирования на структуру и свойства высокохромистого чугуна с 18-19 % Сг. В качестве исходного сплава был принят чугун химического состава, указанного в табл. I. Выбор чугуна заэвтектического состава был обусловлен необходимостью выявления эффекта влияния комплексного модификатора на первичные

карбиды Сг?Сз. Повышение количества углерода в чугуне увеличивает количество карбидов, но в то же время снижает прочностные характеристики и износостойкость за счет неблагоприятной формы заэвтектических карбидов, кристаллизующихся из жидкости. Рентгеноструктурный фазовый анализ показал, что изменений в фазовом составе чугуна не произошло, все изменения коснулись количественных характеристик структурных составляющих.

Обработка расплава производилась в ковше путем введения в расплав модификатора. Всего было исследовано четыре варианта модифицирования, отличающихся количеством введенной технологической добавки. Количество вводимой добавки приведено в таблице 2.

Как и другие заэвтектические сплавы, микроструктура исследуемого чугуна имеет существенные различия в зависимости от того, в каком сечении - продольном или поперечном относительно роста карбидной фазы - производились измерения.

В результате металлографических исследований было выявлено, что комплексный модификатор дает характерный измельчающий карбидную фазу эффект с последующим укрупнением карбидов (рис. 9, 10). С помощью системы обработки и анализа изображения "NEXYS ImageExpert Pro 3" были исследованы параметры выделяющихся под воздействием модификатора первичных и эвтектических карбидов.

1 вариант

3 вариант 4 вариант

Рис. 9. Микроструктура образцов в продольном сечении до и после

модифицирования, хЮО, травлено

3 вариант 4 вариант

Рис. 10. Микроструктура образцов в поперечном сечении до и после

модифицирования, хЮО, травлено

Введение модификатора привело к увеличению объемной доли первичных карбидов как в продольном, так и в поперечном направлении их роста (рис. 11). Увеличение доли карбидной составляющей может быть связано с карбидизирующим действием магния и редкоземельных металлов, входящих в состав модификатора. В то же время, с увеличением объемной доли происходит измельчение карбидов обоих типов.

а« 1.1; Звх3- Ш5х * 10,' = 0,3644 М у/

Продольно» сечение

; «— « 0.2524.x2 Поперечное 0,е452х * 4.0806 0,9968

сечение

О 0.05 0.1 0,15 0,2

К'и ш'иЧ'! но инелсшш» дЫктш. % М^ + 1*ЧМ

Рис. 11. Объемная доля заэвтектических карбидов

Механизм данного явления, вероятно, связан прежде всего с действием компонентов модификатора как поверхностно-активных веществ, ограничивающих рост крупных карбидных включений.

Зависимость среднего диаметра карбидов от содержания вводимого модификатора представлена на рисунке 12. Средний диаметр карбидов изменяется по параболическому закону по мере увеличения содержания модификатора и имеет минимум в интервале 0,10,15 % модификатора. Измельчение заэвтектических карбидов, вероятно, происходит по I типу модифицирования.

О 0,05 0.1 0.15 0.2

к'и !Н'|Г<-1 пи шилентш ни"»,-тк'и, Мк * С !М

Рис. 12 Средний диаметр заэвтектических карбидов

Помимо металлографических исследований, было проведено измерение прочностных характеристик модифицированного чугуна и его линейной усадки. Прочностные характеристики - предел прочности на изгиб и ударная вязкость -повышаются с максимумом при 0,05-0,08 % модификатора и далее снижаются (рис. 13, 14). Литейная усадка (свободная и затрудненная) также имеет оптимум с минимальным значением в точке 0,05-0,08 % модификатора (рис. 15). Изменение значений литейной усадки связано с измельчением заэвтектических и эвтектических карбидов.

О 0.45

кал№*стпо пп.'Дс|,1.о> АоЬалкм. Ч Mg.plM

0 0.05 0.1 0 15 0,2 е.:

Kúnrtccif«» BBejiiimiH.iin1utóKH.% M;í - t'lM

Рис. 13. Предел прочности на изгиб

Рис. 14. Ударная вязкость образцов

S 1.2

i у » Э.Э592х® » ад: R' т 25«* 2,3183« + 2,9! О.Э572 Л

i \

\ -"i / Л

V ..

■

у = ' < 1.228SxJ ■ 3.4SSS H¡ = 0,9661 • 3.848

свободная затрудненная

0. 0.05 3,1 a.lS 3,2

Количество введен мой добавки. % Mg ' ИМ Рис. 15. Изменение линейной усадки

В пятой главе приведены результаты промышленного опробования способа модифицирования хромистых чугунов с помощью комплексного модификатора, содержащего кремний, магний и РЗМ.

На литейном участке ОАО Истринский Опытный завод «УГЛЕМАШ» была проведена опытная плавка чугуна, содержащего 3,5 % хрома. Расплав низкохромистого чугуна был подвергнут внепечной обработке - модифицированию в ковше. Металлографический и химический анализы, проведенные на предприятии, подтвердили возможность получения благоприятной структуры и свойств только за счет модифицирования без дополнительного легирования хромом.

20

Разработанная технология внепечной обработки низкохромистого чугуна может быть использована в промышленных масштабах со значительным экономическим эффектом.

Выводы

1. Установлен характер влияния комплексного модификатора, содержащего кремний, магний и РЗМ, па структуру и свойства хромистых чугунов различного состава.

2. Определена целесообразность использования комплексного модификатора при производстве отливок из хромистых чугунов с 3-5 % Cr и с 18-19 % Cr.

3. Установлена возможность образования карбидов CrjCj в чугунах с 3-5 % Сг после модифицирования комплексным модификатором, что подтверждено термодинамическими расчетами, рентгеноструктурным фазовым анализом и металлографическими исследованиями.

4. Выявлено влияние комплексного модификатора на прочностные и литейные свойства хромистых чугунов, обработанных комплексным модификатором.

5. Определен оптимальный режим термообработки для низкохромистого чугуна с карбидами Сг?Сз.

6. Определены оптимальные количества комплексного модификатора для обеспечения оптимальной структуры и свойств хромистых чугунов с 3-5 % Cr и с 18-19 % хрома.

7. Экономический эффект при использовании разработанной технологии модифицирования низкохромистого чугуна при существующих ценах на феррохром и модификатор составляет около 24000 рублей на тонну отливок.

Основные результаты работы представлены в публикациях:

1. Рожкова Е. В., Орехова А. И., Белов В. Д., Базлова Т. А. Об управлении первичной структурой хромистого чугуна. // Труды V Международной научно-практической конференции "Прогрессивные литейные технологии", НИТУ «МИСиС», Москва, 2009 г., с. 144-150

2. Рожкова Е. В., Орехова А. И., Белов В. Д., Базлова Т. А. Управле]ше первичной структурой хромистого чугуна. // Черные металлы. Изд. Руда и металлы, Москва, 2010 г., № 1, с. 10-12

3. Рожкова Е. В., Орехова А. И., Кудряшов Е.А., Базлова Т. А. Разработка способа управления первичной структурой хромистого чугуна с помощью модифицирования. // Труды 12-й Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет и НПФ «Плазмацентр», 2010 г., с. 212-214.

Заказ № 1743 Тираж 100 экз. Отпечатано в тип. ООО «Корина-офсет» Б. Якиманка, 38 «А»

Введение.

Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования.

1.1 Классификация хромистых чугунов.

1.2 Сферы применения хромистых чугунов различных составов.

1.3 Закономерности формирования первичной структуры хромистых чугунов.^

1.4 Методы повышения уровня свойств хромистых чугунов.

1.4.1 Основные принципы легирования белых чугунов.

1.4.2 Термическая обработка отливок.

1.4.3 Модифицирование хромистых чугунов.

1.4.3.1 Основные принципы модифицирования.

1.4.3.2 Модифицирование бором.

1.4.3.3 Модифицирование сурьмой.

1.4.3.4 Модифицирование титаном.

1.4.3.5 Модифицирование редкоземельными металлами и магнием.

1.4.3.6 Модифицирование кальцием.

1.4.3.7 Инокулирующее модифицирование.

1.5 Резюме по литературному обзору и постановка задачи исследования.

Глава 2. Методики исследований.

2.1 Объект исследования.

2.2 Методика проведения плавки.

2.4 Металлографические исследования.

2.5 Определение химического состава образцов.

2.6 Определение предела прочности на изгиб.

2.7 Определение линейной усадки образцов.

2.8 Фазовый рентгеноструктурный анализ.

2.9 Измерение твердости по Роквеллу.•.

2.10 Измерение микротвердости.

2.11 Термическая обработка образцов.

2.12 Определение ударной вязкости при нормальной температуре.

2.13 Математическая обработка результатов исследования.

Глава 3. Расчет термодинамической оценки возможности образования карбидов хрома Сг7Сз в низкохромистом чугуне (на примере чугуна состава ЧХ5).

3.1 Расчет вероятности протекания реакции образования карбида хрома Сг7Сз в немодифицированном чугуне ЧХ5.

3.1.1 Расчет вероятности протекания в стандартных условиях реакции образования карбида хрома СГ7С3.

3.1.2 Расчет вероятности протекания реакции образования карбида хрома Сг7Сз для реальных условий. ^

3.2 Расчет вероятности протекания реакции образования карбида хрома Сг7Сз в чугуне ЧХ5, модифицированном ферросилицием.

3.2.1 Расчет вероятности протекания реакции образования карбида хрома СГ7С3 в модифицированном ферросилицием

3.2.2 Расчет ДСзчУ с учетом концентрационных неоднород-ностей в модифицированном расплаве чугуна. ^

3.2.2.1 Расчет при содержании кремния в активной зоне [81] = 75 %.

3.2.2.2 Расчет при содержании кремния в активной зоне = 50 %.

3.2.2.3 Расчет при содержании кремния в активной зоне =30%.

3.2.2.4 Расчет при содержании кремния в активной зоне [81] =20%.

3.2.3 Выводы по расчету вероятности протекания реакции образования карбида хрома СГ7С3 в чугуне ЧХ5, модифицированном ферросилицием.

3.3 Расчет вероятности образования карбида хрома Сг7Сз, тв в чугуне ЧХ5, модифицированном Ре-81-

§. ^у

3.3.1 Расчет ЛСцт1 с учетом концентрационных неоднород-ностей в расплаве чугуна, модифицированного Ре-ЗьМ^. ^

3.3.1.1 Содержание растворяющихся элементов в активной зоне [81] = 50 %; [М&| = 6 %. ^

3.3.1.2 Содержание растворяющихся элементов в активной зоне [81] = 30 %; [М&| = 3,6 %.

3.3.1.3 Содержание растворяющихся элементов в активной зоне [81] = 20 %; [Мб] = 2,4 %.

3.3.2 Выводы по расчету вероятности образования карбида хрома Сг7С3) тв в чугуне ЧХ5, модифицированном Ре-8ЙУ^.

3.4 Выводы по расчету термодинамической оценки возможности образования карбидов хрома Сг7Сз.

4.1 Влияние модифицирования на структуру и свойства низкохромистого чугуна с 3,5-5 % Сг.

4.1.1 Изменение химического состава при внепечной обработке.

4.1.2 Микроструктуры образцов.

4.1.3 Определение фазового состава методом рентгеност-руктурного анализа.

4.1.4 Количество карбидной составляющей и определение типов карбидов в структуре образцов.

4.1.5 Твердость образцов в литом и термообработанном состоянии. зз

4.1.6 Микротвердость перлита в металлической основе.

4.1.7 Определение предела прочности на изгиб.

4.1.8 Определение жаростойкости образцов.

4.1.9 Измерение свободной и затрудненной усадки.

4.1.10 Расчет коэффициента относительной износостойкости.

4.2 Влияние модифицирования на структуру и свойства высокохромистого чугуна с 18-19 % Сг. ^

4.2.1 Изменение химического состава при внепечной обработке. зз

4.2.2 Микроструктуры образцов, заэвтектические карбиды.

4.2.3 Определение объемной доли и других параметров первичных заэвтектических включений (Сг, Ре)7С3.

4.2.4 Микроструктуры образцов, эвтектические карбиды.

4.2.5 Определение объемной доли и других параметров первичных эвтектических включений (Сг, Ре)7С3.

4.2.6 Общее количества заэвтектических и эвтектических карбидов в высокохромистых модифицированных чугунах. ЮЗ

4.2.7 Результаты механических испытаний.

4.2.8 Результаты определения усадки модифицированного высокохромистого чугуна. Ю

4.3 Выводы по результатам исследований и расчет . экономического эффекта. Ю

Глава 5. Результаты промышленного опробования разработанного способа модифицирования.

Повышение требований к качеству и эксплуатационным характеристикам материалов, необходимость увеличения сроков службы современного оборудования требуют постоянного совершенствования составов и технологии производства конструкционных материалов. Одним из резервов повышения долговечности оборудования и комплексного повышения качества и надежности машин и механизмов является разработка новых методов повышения уровня механических и эксплуатационных свойств отливок. Проблема повышения служебных качеств чугунных отливок актуальна для многих отраслей промышленности — машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, химической и др.

Одним из наиболее перспективных материалов, которые эффективно применяются в этих отраслях, являются белые хромистые чугуны. Легирование хромом придает чугунам высокую абразивную стойкость благодаря присутствию в структуре карбидной составляющей, а также коррозионную стойкость за счет легирования металлической основы, жаростойкость вследствие повышения электрохимического потенциала металлической основы и создания на поверхности отливок прочной нейтральной оксидной пленки, жаропрочность и т.п. Традиционно такие чугуны относили к хрупким материалам, что существенно ограничивало области его использования. Однако достигнутые в последние годы успехи в области легирования, модифицирования и термической обработки значительно меняют наши представления об их свойствах и возможных сферах применения. Все более широко хромистый чугун применяют как материал для деталей машин и механизмов, подвергающихся интенсивному изнашиванию, окислению и коррозии.

Специфические свойства современных белых чугунов в литом состоянии в большинстве случаев определяются наличием карбидной фазы. Наиболее высокие свойства обеспечиваются наличием специальных карбидов

Ме7Сз и Ме2зСб, которые образуются при высоких содержаниях хрома и/или при существенных добавках дополнительных легирующих элементов (марганца, ванадия, молибдена и др.). Однако выпуск деталей из этих материалов ограничен из-за дороговизны и дефицитности легирующих элементов (Сг, N1, V, Мо и др.), входящих в состав лучших отечественных и зарубежных марок хромистых чугунов. В связи с этим поиск более дешевых методов получения сплавов, которые могут обеспечить необходимое сочетание высокой износостойкости и твердости, жаростойкости наряду с удовлетворительной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью, является весьма актуальным.

Актуальность работы. Диссертация посвящена исследованию способов управления первичной структурой хромистых чугунов с помощью модифицирования. Направление исследований связано с остро стоящей проблемой повышения долговечности оборудования. В этой связи важной является проблема совершенствование структуры отливок. Для повышения эксплуатационной стойкости и долговечности агрегатов, механизмов и их узлов, работающих в условиях износа, большое значение имеет создание и внедрение новых технологий модифицирования белых чугунов, превосходящих по получаемым свойствам получаемые ранее чугуны сходного химического состава.

Цель работы. Исследование возможности изменения первичной структуры хромистых: чугунов для повышения свойств отливок без изменения химического состава сплавов и, как следствие, экономии дефицитного и дорогостоящего легирующего хрома. Развитие теоретических представлений о влиянии модифицирующих элементов (кремния, магния, редкоземельных металлов) на параметры кристаллизации, особенности формирования первичной структуры, микротвердость структурных составляющих, твердость и прочность хромистых чугунов. Определение оптимального количества модификатора, обеспечивающее стабильный модифицирующий эффект, для высокохромистых (18-19 %' масс.) и низкохромистых (3-5 % масс.) чугу-нов.

Научная новизна работы.

1. Показано, что модифицированный низкохромистый чугун, полученный с использованием разработанного способа внепечной обработки, содержит эвтектические карбиды Ме7Сз, которые по твердости и прочности значительно превосходят карбиды цементитного типа (МезС) и имеют более благоприятную морфологию.

2. На основании термодинамических расчетов показана возможность образования карбидов СГ7С3 при содержании хрома 3,5 %, что реализуется только в присутствии указанного комплексного модификатора, содержащего кремний и магний.

3. Установлено, что обработка данным модификатором высокохромистых чугунов обеспечивает заметное измельчение эвтектики и увеличение количества первичных карбидов, которые по мере повышения содержания вводимого модификатора становятся более компактными.

4. Определено оптимальное количество модификатора, обеспечивающее наилучшее сочетание литейных и механических свойств в низкохромистом и заэвтектическом высокохромистом чугунах.

Практическая значимость.

1. На основании результатов аналитических и экспериментальных исследований разработан способ управления первичной структурой, обеспечивающий получение хромистокарбидной эвтектики в чугунах с содержанием хрома 3-5 %, что позволило увеличить прочность примерно на 70 %.

2. Разработан способ внепечной обработки расплава низкохромистого чугуна, позволяющий получать хромистокарбидную эвтектику и пол

1 Здесь и далее содержание компонентов в сплавах, модификаторах и т.п. приводится в массовых долях, %. Слова «массовая доля» опущены. ностью исключающий образование ледебурита без изменения содержания углерода и хрома.

3. Разработан способ получения чугунов с низким содержанием хрома и свойствами, присущими чугунам с более высоким содержанием хрома, что позволяет существенно повысить экономические показатели. Экономия только на шихте при существующих ценах на феррохром и модификатор составляет около 24000 рублей на тонну.

4. Определено оптимальное количество модификатора, обеспечивающее наилучшее сочетание литейных и механических свойств в низкохромистом и заэвтектическом высокохромистом чугунах.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследования влияния комплексного модификатора на структуру, литейные и механические свойства низкохромистых (3-5 % Сг) чугунов.

2. Результаты исследования влияния комплексного модификатора на структуру, литейные и механические свойства высокохромистых (18-19 %) чугунов.

3. Термодинамические расчеты возможности образования карбидов Сг7Сз в присутствии комплексного модификатора.

Апробация работы.

Основные материалы диссертационной работы доложены и обсуждены:

- на V международной научно-практической конференции "Прогрессивные литейные технологии", Москва, НИТУ «МИСиС», 2009 г.;

- на XII Международной научно-практической конференции «Ресурсосберегающие технологии ремонта, восстановления и упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки от нано- до макроуровня», Санкт-Петербург, Санкт-Петербургский государственный политехнический университет и НПФ «Плазмацентр», 2010 г.; - на научных семинарах кафедры технологии литейных процессов НИТУ «МИСиС» (2009-2010 г.г.).

Результаты диссертационной работы отражены в 3 публикациях в виде статей и тезисов докладов конференций.

Работа выполнялась в лабораториях кафедры ТЛП НИТУ «МИСиС», при участии лабораторий кафедр ВПМиА, МиФП НИТУ «МИСиС».

Автор выражает признательность научному консультанту, доценту, к.т.н. Рожковой Е.В., проф., д.т.н. Пикунову М.В., проф., д.т.н. Тену Э.Б., зав. кафедрой ТЛП, проф., д.т.н. Белову В.Д., сотрудникам кафедры ТЛП НИТУ «МИСиС», сотруднику кафедры ВПМиА НИТУ «МИСиС» Степаревой H.H., оказавших содействие при выполнении данной диссертационной работы.

Основные результаты и выводы

1. Установлен характер влияния комплексного модификатора, содержащего кремний, магний и редкоземельные металлы, на структуру и свойства хромистых чугунов различного состава.

2. Определена целесообразность использования комплексного модификатора при производстве отливок из хромистых чугунов с 3-5 % Сг и с 18-19 %Сг.

3. Установлена возможность образования карбидов Сг7С3 в чугунах с 3-5 % хрома после модифицирования комплексным модификатором, что подтверждено термодинамическими расчетами, рентге-ноструктурным фазовым анализом и металлографическими исследованиями.

4. Выявлено влияние комплексного модификатора на прочностные и литейные свойства хромистых чугунов, обработанных комплексным модификатором.

5. Определен оптимальный режим термообработки для низкохромистого чугуна с карбидами Сг7С3.

6. Определены оптимальные количества комплексного модификатора для обеспечения оптимальной структуры и свойств хромистых чугунов с 3-5 % Сг и с 18-19 % хрома.

7. Экономический эффект при использовании разработанной технологии модифицирования низкохромистого чугуна при существующих ценах на феррохром и модификатор составляет около 24000 рублей на тонну отливок, для высокохромистого - порядка 10000 рублей на тонну отливок.

1. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. М.: Металлургия, 1986. - 272 с.

2. Гольдшмит Х.Дж. Сплавы внедрения. М.: Мир, 1971. т.1. - 424 с.

3. Задиранов А.Н., Кац A.M. Теоретические основы кристализации металлов и сплавов. М.:МГИУ, 2008. - 198 с.

4. Гуляев Б.Б. Теория литейных процессов. JL: Машиностроение, 1976. -214 с.

5. Литье с применением инокуляторов. Киев: ИПЛ АН УССР. 1981. -220 с.

6. Долмэн К.Ф., Уолкер К .Я., Харрис Ч.Ф., Томсон А.У. (УОРМЭН ИНТЕРНЕШНЛ ЛИМИТЕД (AU)) Способ литья металлического сплава, содержащего первичную фазу, диспергированную в эвтектической фазе. - Патент Российской Федерации № 2156176. 1994. - 23 с.

7. Колокольцев В.М., Миронов O.A., Петроченко Е.В., Брялин М.Ф., Воронков Б.В., Повышение свойств жароизносостойкого чугуна рафинированием и модифицированием. Литейное производство. - 2007, № 3. — с. 27-29

8. Федоров Г.Е., Платонов Е.А., Кузьменко А.Е., Ямшинский М.М., Моги-латенко В.Г., Цоновский С.И., Партала Л.П. Пути повышения служебных характеристик хромомарганцевых чугунов. Брянская государственная инженерно-технологическая академия. Новые материалы и техноло

9. ГОСТ 14019-80. Методы технологических испытаний на изгиб. — М.: Издательство стандартов, 1989.

10. ГОСТ 9450-76. Методы испытания на микротвердость вдавливанием алмазной пирамиды. -М.: Издательство стандартов, 1989.

11. A.B. Курдюмов, А.М. Михайлов, Б.В. Бауман. Лабораторные работы по технологии литейного производства. М. Машиностроение, 1990. - 271 с.

12. Люпис К. Химическая термодинамика материалов. М.: Металлургия. 1989.-503 с.

13. Григорян В. А., Белянчиков Л. Н., Стомахин А. Я. Теоретические основы электросталеплавильных процессов. М.: Металлургия. 1979. — 256 с.

14. Куликов И. С. Раскисление металлов. М.: Металлургия. 1975. - 504 с.

15. Свидунович Н. А., Глыбин В. П., Свирко Л. К. Взаимодействие компонентов в сплавах. М.: Металлургия. 1989. - 158 с.

16. Садовский В.М., Комаров О.С., Герцик С.Н. и др. Влияние содержания углерода и хрома на свойства высокохромистого чугуна // Литейное производство. - 1998. - № 5. - с. 12-13

17. Герек А., Байка Л. Легированный чугун — конструкционный материал. - М.: Металлургия, 1978. - 208 с.

18. Гудремон Э. Специальные стали: перевод с нем. - М., Металлургия, 1966.- Т.1.-344 с.

19. Воинов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. - М.: Машиностроение, 1988. -118 с.

21. Жуков A.A., Сильман Г.И., Фрольцов М.С. Износостойкие отливки из комплексно-легированных белых чугунов. М.: Машиностроение, 1984, 102 с.

22. Ри Хосен, Ри Э.Х., Дзюба Г.С., Бриченок A.C. Эксплуатационные характеристики комплексно-легированного хромистого чугуна. Литейное производство сегодня и завтра: Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию кафедры «Физико-химия литейных процессов и сплавов и процессов» и 100-летию со дня рождения основателя кафедры проф., д-ра техн. наук Нехендзи Ю.А. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. - с. 65-68

23. Белов В.Д., Вдовин К.Н., Колокольцев В.М., Ковалевич Е.В., Тен Э.Б. Производство чугунных отливок. Под ред. В. М. Колокольцева, Ри Хосена. - Магнитогорск: Изд. ГОУ ВПО МГТУ, 2009. - 521 с.

24. Бунин К.П., Таран Ю.Н. Строение чугуна. - М.: Металлургия, 1972. -160 с.

25. Ри Хосен, Ри Э.Х. Комплексно-легированные чугуны специального назначения. - Владивосток: Дальнаука, 2000. - 286 с.

26. Maratray F. Alloyed abrasion and wear resisting white irons in Foundry technology for the '80s. Birmingham: Univetsity of Warwick, 1979. P. 7.17.13.

27. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. M.: Машгиз, 1960, 201 с.

28. Богачев И.Н. Металлография чугуна. М.: Машгиз, 1962, 392 с.

30. Norman Т., Solomone A., Doane P. Martensits white cast irons for abrasion resistance casting//Modern Casting. 1959. Vol. 35. № 4. P. 104-118.

31. Ри Э.Х., Ри Хосен, Дзюба Г.С., Бриченок A.C. Физические свойства расплавов и структурообразование комплексно-легированных хромистых чугунов. Литейное производство сегодня и завтра: Тезисы докладов Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 70-летию кафедры «Физико-химия литейных процессов и сплавов и процессов» и 100-летию со дня рождения основателя кафедры, проф., д-ра техн. наук Нехендзи Ю.А. - СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.-с. 60-65

32. Кинцел А.Б., Франке Р. Высокохромистые нержавеющие и жароупорные стали. Пер. под ред. H.H. Тимошенко. - М.: Металлургиздат, 1945, 473 с.

33. Гарбер М.Е. Отливки из износостойких белых чугунов. М.: Машиностроение, 1972, 112 с.

34. Таран Ю.Н. О модифицировании эвтектик в чугунах // Структура и свойства чугуна и стали. Днепропетровск, 1967. С. 41-47

35. ГОСТ 9013-59 Металлы. Метод измерения твердости по Роквеллу. - М.: Издательство стандартов, 1959.

36. Гринберг H.A., Монгайт И.А. Влияние бора на фазовое строение и свойства наплавленного металла при абразивном изнашивании // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. -№ 12. - с. 48-50.

37. Спиридонова И.И. Структура и свойства железо-боро-углеродистых сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1984. — №2.- с. 58-61.

38. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твёрдых тел.— М.: Наука, 1970. — 348 с.

39. Попов B.C., Брыков H.H. Исследование влияния карбидной фазы на износостойкость сплавов в абразивной среде// Металловедение и термическая обработка металлов. 1968. — № 1— с. 93-96.

40. Бор, кальций, ниобий и цирконий в чугуне и стали. Под ред. Викарова С.М. - М.: Металлургиздат, 1961. - 460 с.

41. Шурин А.К., Панарин В.Е. Диаграммы состояния железа с фазами внедрения как основа разработки износостойких эвтектических сталей // Металловедение и термическая обработка металлов, 1984. — № 2. — с. 55-57.

42. Спиридонова И.М. Научные основы формирования структуры боросодержащих железных сплавов и внедрение технологии упрочнения поверхности деталей оборудования: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Днепропетровск, 1986.— 20 с.

43. Кириллов А.А, Белов В.Д., Рожкова Е.В., Дядькова А.Ю., Зуев И.Е. Структурно- и неструктурно-чувствительные свойства хромистых чу-гунов. // Черные металлы, 2007. - № 9. - с. 7-13.

44. Ри Хосен. Влияние компонентов на свойства жидкой фазы и структуро-образование синтетических чугунов. - Владивосток-Хабаровск: Издательство ХГТУ, 1997. - 196 с.

46. Малиночка Я.Н. Фазовые состояния и внутрикристаллическая ликвация в Fe-C-Si сплавах // Литейное производство. 1957. № 10. с. 19-22

47. Setsuo Aso, Shoji Goto, Yoshinari Komatsu, Wu Liu, Chungming Liu. The effect of solidification on phase transformation of iron matrix of Fe-25 % Cr-C-B alloys. // Int. J. Cast Metals Res., 1999, N11, p. 285-290

48. Zhi Xiaohui, Xing Jiandong, Fu Hanguang, Gao Yiming. Effect of titanium on the as-cast microstructure of hypereutectic high chromium cast iron. // Mater. Charact. - 2008. - 59, № 9. -p. 1221-1226

49. Wiengmoon A., Chairuangsri Т., Poolthong N., Pearce J.T.H. Electron microscopy and hardness study of semi-solid processed 27 wt % Cr cast iron. // Material Science and Engineering. - 2008. - 480, № 1-2. -p. 333-341

50. Бунин К.П., Малиночка Я.Н., Таран Ю.Н. Основы металлографии чугуна. - М.: Металлургия, 1969. - 415 с.

51. Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны — эволюция и перспективы. // Литейное производство, 2000. - № 9. - с. 15-16

52. Ри Хосен. Влияние температурных режимов плавки, модифицирующих и легирующих элементов на свойства чугунов в жидком и твердом состоянии. - Владивосток-Хабаровск: Издательство ХГТУ, 1997.-149 с.

54. РиХосен, РиЭ.Х., Бомко Н.Ф., ТейхВ.А. Элементно-фазовый и структурный анализ хромистых чугунов в литом состоянии // Синергетика. Самоорганизующиеся процессы в системах и технологиях: материалы международной научной конференции. Ч. 1. - Комсомольск-на-Амуре: Изд-во КнАГТУ. - 1998. -с. 26-27

55. Косилов A.A., Круглов A.A., Ребонен В.Н. Термообработка высокохромистого чугуна // Литейное производство, 2001. — № 6. - с.13-14

56. Бриченок A.C. Разработка технологии получения комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения в литом и термообработанном состояниях. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. - Комсомольск-на-Амуре, 2005. - 288 с.

57. Архаров В.И. Окисление металлов. - М.: Металлургиздат, 1945.

162 с.

58. Томашев Н.Д. Теория коррозии металлов. - М.: Металлургиздат, 1952. -314 с.

59. Гольдштейн М.И., Грачев C.B., Векслер Ю.Г. Специальные стали. - М.: Металлургия, 1985. - 408 с.

60. Молочков П. А. Комплексное воздействие на структуру белых износостойких чугунов с целью повышения эксплуатационной стойкости отливок. Диссертация на соискание степе

61. Жуков М.Ф., Черский И.Н., Черепанов А.Н. и др. Упрочнение металлических, полимерных и эластомерных материалов ультрадисперсными порошками плазмохимического синтеза. — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1999. -312 с.

62. Крушенко Г.Г. Нанотехнологии в конструкционных сплавах // Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение. Труды научно-технической конференции с международным участием. V Ставеровские чтения. — Красноярск: Сибирский федеральный университет, КНЦ СО РАН, 2009. -с. 268-272.

63. Капустин М.А., Шестаков И.А. Оптимизация химического состава износостойкого чугуна для литых мелющих шаров // Hoei матер1али i технологи в металургн та машинобудуванш. - 1999. №2. -с. 32-33

64. Троянский A.A., Жук B.JL, Туяхов А.И., Пахомов A.A., Игнатов В.А., Ярмоленков В.И. Совершенствование технологии производства мелющих тел из износостойкого чугуна, отливаемых на конвейерно-литейных машинах // Машиностроение и техносфера XXI века. Сборник трудов международной научно-технической конференции. - Донецк: ДонНТУ, 2002. Т. 3 -с. 79-82.

65. Лисогор А. И., Кириевский Б. А., Лунева Н. И., Тихонович В. И. К вопросу об эрозионно-коррозионной стойкости модифицированных хромистых чугунов. // Коррозия и защита металлов. - Киев: Наукова думка. 1972. - с. 64.

66. Гольдштейн Я.Е., Хисматуллина Н.С. Структура и свойства белых износостойких чугунов. // МиТОМ. - 1986. - № 8.

67. Колокольцев В.М. Основы синтеза износостойких литейных сталей и чугунов. // Литейное производство. 1995. — № 4, 5. - с. 6-7

68. Печенкина Л.С. Разработка износостойких самозакаливающихся сплавов для тонкостенных точнолитых деталей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Курск, 2000. - 18 с.

69. Цибрий В.В. Исследование изнашивания дробеметных лопастей и выбор литых износостойких сплавов для них. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. - Харьков, ,1970.-22 с.

70. Рожкова Е.В., Ватковская И.Е., Цыпин И.И. Износостойкие чугуны с повышенной обрабатываемостью. // Литейное производство. 1984. - № 8. -с. 8.

7Г. Садовский В.М., Комаров О.С. Влияние содержания углерода и хрома на свойства высокохромистого чугуна. // Литейное производство. 1998. - № 5. — с. 12-13.

72. Колокольцев В.М. Износостойкость двойных сплавов на основе железа. // Литейное производство. 1996. - № 4. - с. 5.

73. Лучкин B.C., Снаговский В.М., Таран Ю.Н. Факторы износостойкости белых хромистых чугунов. // Литейное производство. 1976. - № 11.-е. 9.

74. Гольдштейн Я. Е., Мизин В.Г. Инокулирование железоуглеродистых расплавов. - М.: Металлургия, 1993. - 416 с.

75. Петроченко Е.В. Повышение эксплуатационной стойкости отливок из белых легированных чугунов за счет комплексного воздействия на их структуру. Диссертация на соискание степени кандидата технических наук. - Магнитогорск, 2003.- 140 с.

76. Чугун. Справочник / Под ред. Шермана А.Д., Жукова A.A. - М.: Металлургия, 1991. - 576 с.

77. ЕмелюшинА.Н. Влияние титана и бора на износостойкость чугуна предназначенного для механической обработки неметаллических материалов инструмента из хромистых чугунов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия, 2000.-№2.-с. 28-29.

78. Беркун М.Н., Топал В.И., Гудеревич H.A. Влияние титана на свойства высокохромистого чугуна // Технология и организация производства, 1970. - № 6. - с. 61-62.

79. Косицына И.И., Сагарадзе В.В., Макаров A.B. и др. Влияние структуры на свойства белых хромистых чугунов. // Металловедение и термическая обработка металлов, 1996. — № 4. — с. 7-10.

80. Колокольцев В.М., Назаров O.A., Коротченко В.В. и др. Износостойкие чугуны для отливок деталей дробеметных камер. // Литейное производство, 1992. - № 7. - с. 11-12.

82. Рожкова Е.В., Козлов Л.Я., Румянцев В.В., Кириллов A.A. Оптимизация химического состава износостойких хромистых чугунов. // Черные металлы, Цветные металлы, 2005. - Специальный выпуск. — с. 20-25.