автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Повышение эксплуатационных свойств свинцовистых бронз направленным формированием структуры

568

ПОВЫШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ НАПРАВЛЕННЫМ ФОРМИРОВАНИЕМ

СТРУКТУРЫ.

05.02.01 - Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Томск-2008 г.

003460568

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Томский политехнический университет"

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Егоров Юрий Петрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Овчаренко Владимир Ефимович

кандидат физико-математических наук, с.н.с. Табаченко Анатолий Никитович

Ведущая организация: ГОУ ВПО "Новосибирский

государственный технический университет"г. Новосибирск

Защита состоится 2008 г. в /4 часов на заседании

диссертационного совета Д003.0^8.02 при Учреждении Российской академии наук Институте физики прочности и материаловедения Сибирского отделения РАН по адресу: 634021, г. Томск, пр. Академический, 2/4

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФПМ СО РАН.

Автореферат разослан "2Г" НРЛ^РА 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, , л

доктор физ.-мат. наук, профессор ¿¿^ Данилов В.И.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. В настоящее время в машиностроении большое количество деталей изготавливается из свинцово-оловянистых бронз. Большая часть этих деталей работает исключительно на износ. Однако существует ряд деталей, которые^ помимо хорошей износостойкости, должны обладать достаточно высокими прочностными характеристиками (уплотнения и поршневые кольца, мас-лоплотные кольца). Большое количество таких деталей присутствует в компрессорах высокого давления по производству полиэтилена. Поршневые кольца в таких компрессорах работают под давлением этилена, достигающего в компрессоре 1-го каскада 120 МПа, но выходят из строя, в основном, не из-за износа, а из-за разрушения. Замена поршневых колец приводит к дополнительным затратам на замену колец и значительным потерям за счет простоя оборудования и снижения выпуска готовой продукции. Низкая стойкость деталей, выполненных по заводской технологии на отечественных предприятиях, вынуждает предприятия закупать дорогостоящие импортные аналоги. Поэтому разработка импортозамещающих материалов и технологий, направленных на повышение стойкости данных деталей, является актуальной задачей.

В качестве материала для изготовления колец используют литые нестандартные высокооловянистые бронзы со свинцом и никелем, применяющиеся в судостроении и автомобилестроении, хорошо известные своими высокими антифрикционными и механическими свойствами.

Свинец в таких бронзах значительно повышает антифрикционные свойства, но, обладая низкими прочностными характеристиками, образует концентраторы напряжения в теле отливки. Форма, размеры и распределение в объеме отливки будут в значительной мере влиять на её механические свойства. Большой вклад в изучение этих вопросов внесли такие отечественный ученые, как Пикунов М.В., Курдюмов A.B., Чурсин В.М., Мальцев М.В. и другие. Однако, уже имеющиеся данные по исследованию структуры медных сплавов содержащих свинцовую фазу имеют много противоречивых мнений, связанных с её распределением. Отсюда, одним из направлений в повышении прочностных характеристик таких сплавов, при сохранении их триботехнических свойств, будет направленное формирование сферообразной морфологии свинцовых включений.

Из уже имеющихся работ видно, что одним из эффективных способов влияния на морфологию свинцовых включений в отливке будет изменение скорости охлаждения. Перспективным путём исследований в этом направлении является изменение скорости охлаждения отливки за счет использования защитно-разделительного покрытия литейной формы.

Цель работы. Выявить закономерности формирования включений свинца и определить условия, приводящие к их сфероидизации. Разработать технологию получения литых заготовок с высокими механическими свойствами.

Задачи исследования.

Выявить основные факторы, влияющие на формообразование свинцовых включений при кристаллизации сплавов. Установить закономерности влияния

скорости охлаждения отливки и различных покрытий литейной формы на структуру и свойства свинцовистых бронз. Установить закономерности формирования включений легкоплавкой фазы в свинцовистых бронзах. Определить условия сфероидизации легкоплавкой фазы. Разработать технологию получения литых заготовок с высокими эксплуатационными свойствами и внедрить в производство.

Научная новизна:

■ определены закономерности формирования легкоплавкой фазы в структуре отливок из свинцовистых бронз при различных скоростях охлаждения;

" установлено, что отливки из свинцовистых бронз (БрСЮ, БрС20, БрСЗО) со сфероидизированными включениями свинца, обладают максимальной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью;

■ с помощью компьютерного анализа установлены количественные закономерности распределения включений свинца и их морфология в структуре отливок из свинцовистых бронз в зависимости от скоростей охлаждения и состава применяемых обмазок;

■ установлено, что применение разработанных защитно-разделительных покрытий, содержащих ультрадисперсные порошки (УДЩ оксидов металлов (патент №2297300), при литье свинцовистых и многокомпонентных свин-цово-оловянистых бронз приводит к снижению скорости охлаждения и шероховатости поверхности отливки;

■ разработаны программы количественного компьютерного анализа распределения включений свинца в структуре (авторское свидетельство на программных продукт№ 2004610217).

Практическая ценность работы. Определены условия целенаправленного формирования структуры свинцовистых бронз. Создан состав защитно-разделительных покрытий литейной формы (патент №2297300) для медных сплавов, позволяющий получать отливки без газовых дефектов на поверхности. Предложена технология получения литых заготовок поршневых колец из бронзы Бр08СЮЦ2Н2 с высокими механическими и служебными свойствами. Разработаны программы проведения компьютерного количественного анализа включений легкоплавкой фазы в структуре свинцовистых бронз, подтвержденные авторским свидетельством на программный продукт № 2004610217.

Достоверность полученных результатов подтверждается применением современных методов исследования структуры и свойств материалов, значительным объемом и воспроизводимостью экспериментальных данных, сходимостью результатов полученных различными методами исследований, промышленным внедрением поршневых колец, изготовленных из отливок, полученных по предлагаемой в работе технологии, апробацией полученных результатов на научных конференциях различного ранга.

Вклад автора. Результаты, изложенные в диссертации, получены автором в сотрудничестве с коллегами кафедры «Материаловедение и технология металлов» ГОУ ВПО "Томский политехнический университет". Участие в ра-

боте отражено в совместных публикациях. Личный вклад автора включает проведение экспериментальных и теоретических исследований, обработку и представление их результатоа

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности влияния условий кристаллизации на структуру и механические свойства свинцовистых бронз.

2. Закономерности формообразования включений легкоплавкой фазы в свинцовистых бронзах.

3. Закономерности влияния защитно-разделительных покрытий с наполнителем из ультрадисперсных порошков (У ДП) на структуру и свойства отливок из свинцовистых бронз.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы обсуждались на научных семинарах кафедры «Материаловедение и технология металлов» Томского политехнического университета в период с 2004 по 2008 гг., а также были доложены на следующих конференциях: X, XI Международных научно-практических конференциях «Современная техника и технологии» (Томск, 2004,2005), II Всероссийской школе-семинаре "Цифровая микроскопия. Новые технологии решения задач металлографии" (Екатеринбург, 2002), IX Международной выставке молодежных научно-технических проектов ЭКСПО-наука 2003 (Москва, 2003), IIX, IX Anniversary International scientific - practical conference «Modern technique and technologies» (Tomsk, 2003, 2004), First All-Russian Conference of Young Scientists «Physics and Chemistry of High-Energy Systems» (Tomsk, 2005), всероссийской научной конференции молодых ученых "НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ. ИННОВАЦИИ" (Новосибирск, 2006), Четырнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных (Уфа, 2008).

Некоторые доклады отмечены дипломами и рекомендациями к опубликованию в реферируемых центральных журналах.

Публикации. Результаты работы опубликованы в 14 научных статьях и докладах конференций, получены один патент РФ на изобретение и одно авторское свидетельство на программный продукт.

Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 174 страницах, включая 67 рисунков и 15 таблиц, и состоит из введения, пяти разделов, общих выводов по работе, списка цитируемой литературы из 115 наименований и 3 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее основная цель и задачи, приведены основные научные положения, выносимые на защиту, а также показана практическая значимость результатов работы.

В первом разделе проведен анализ имеющихся в литературе данных по состоянию исследований распределения легкоплавкой фазы в свинцовистых

бронзах, а так же о влиянии морфологии свинцовых включений на свойства свинцовистых бронз. Выявлены основные факторы, влияющие на изменение морфологии включений свинца в ходе кристаллизации. Установлено, что основным фактором, влияющим на формообразование свинцовых включений, является процесс расслоения расплава.

Нужно отметить, что данные, представленные в литературе, о влиянии условий затвердевания отливок из свинцовистых бронз на их механические свойства, в основном носят лишь качественный характер. Из них можно сделать вывод о влиянии скорости охлаждения на морфологию легкоплавкой фазы и на свойства отливок. Вместе с тем, количественных исследований о влиянии формы и размера свинцовых включений на механические свойства таких бронз мало. Представленные сведения о механизме формирования свинцовых включений зачастую противоречивы и не дают полной картины.

Во втором разделе, исходя из поставленных задач, обоснован выбор материала исследования и состава защитно-разделительных покрытий, приведены условия плавки и заливки экспериментальных отливок.

В ходе проведения работы использованы как методики по ГОСТ, так и оригинальные методики. Перечислены материалы и оборудование^ применяемые для проведения промышленных экспериментов. Приведена схема металлографических исследований отливок, представлены выбранные методики металлографического травления, описана методика исследования дендритного строения.

С целью повышения точности количественных анализов микроструктуры, а так же сокращение времени на их проведения, было разработано несколько программных продуктов. В разделе описаны разработанные методики компьютерного количественного анализа структуры материалов. Для оценки формы включений свинца предложена оригинальная методика, использующая фотографию микроструктуры и один из разработанных программных продуктов. Оценка формы проводится с помощью коэффициента сферичности — отношение минимального диаметра описанной окружности вокруг включения к максимальному диаметру вписанной во включение окружности. Чем ближе этот коэффициент к единице, тем ближе форма включения к сферической.

Приведены способы определения химического и фазового составов материала. Представлены методы определения механических характеристик, оборудование и описание схем нагружения.

Приведена оригинальная методика определения скоростей охлаждения исследуемых отливок. С помощью прибора «Термограф», разработанного на кафедре ПМЭ ТПУ, строились зависимости температуры залитого расплава от времени. По построенным зависимостям определялась средняя скорость охлаждения.

В третьем разделе исследовано влияние условий кристаллизации свинцовистых бронз на морфологию включений свинца и их свойства. Установлены основные закономерности формообразования включений легкоплавкой фазы в свинцовистых бронзах. Рассмотрено влияние угара и обратной ликвации легко-

плавкого компонента свинцовистой бронзы на состав отливок; получены и проанализированы скорости охлаждения расплава в формах с разной теплопроводностью, нагретых до различных температур.

Большое влияние на распределение включений легкоплавкой фазы при её нерастворимости в матрице оказывает явление ликвации (нормальная и обратная) и потери при ведении плавки. Так как температура кристаллизации свинца (327°С) значительно ниже температуры кристаллизации меди (1083°С), при длительных выдержках и при перегреве расплава возможен угар легкоплавких компонентов, в данном случае свинца. Результаты проведенного рентгеноф-луоресцентного анализа (РФА) образцов полученных с различными скоростями охлаждения говорят о малом угаре свинца, табл. 1.

Таблица 1. Данные РФА свинцовистой бронзы БрСЮ.

Исследуемый материал Химический состав, % (по массе)

Си РЬ Мр А1 81 8 Т1 Ре Бп

БрСЮ (холоднаяформа) 91,14 8,52 0,01 0,01 0,04 0,01 0,02 0,05 0,02

БрСЮ (нагретая форма) 90,21 9,66 0,02 0,01 0,03 0,01 0,01 0,03 0,02

Для образцов заливаемых в металлическую форму при комнатной температуре имеет место явление обратной ликвации. На поверхности выделяется по данным РФА около 15% свинца (от всей его массы). Обратная ликвация изменяет распределение легкоплавкой фазы по сечению отливки.

Проведенные металлографические исследования с помощью разработанной программы "Система КОИ" показали, что наибольшее количество свинца находится в приповерхностной зоне отливки, рис. 1. Промежуточный слой брОНЗыБрС1о. обеднен легкоплавкой

фазой, а центральная зона содержит свинец на одном уровне и равномерно распределенным.

Заливка в графитовые формы при комнатной температуре (Уои~160°С/с) и нагретые до температуры 1000°С (Уон~0,15°С/с) при одинаковых прочих условиях дает различную морфологию включений легкоплавкой фазы для свинцовистых бронз с различным содержанием свинца. На рис. 2 показано, что

Расстояние от края отливки, мм

Рисунок 1. Распределение свинца по сечению отливки при высоких скоростях охлаждения

включения легкоплавкой фазы в образцах, полученных с низкими скоростями охлаждения, имеют округлую, шарообразную форму с гладкой межфазной поверхностью, а в образцах, полученных с высокими скоростями охлаждения, включения свинца имеют разветвленную форму с рваной межфазной поверхностью. Проведенный количественный металлографический анализ этих отливок с помощью разработанных программных средств показал, что с уменьшением скорости охлаждения возрастает средний диаметр свинцовых включений. Так же результаты компьютерного анализа говорят о перераспределении частиц свинца по размерным интервалам. Для высокой скорости охлаждения (~160°С/с) основная масса частиц имеет небольшие размеры (например, диаметр включений 5-10 мкм для БрСЮ) и менее 10% частиц от их общего количества имеют более крупные размеры (диаметр в 2 и более раз больше). При низкой скорости охлаждения (~0,15°С/с) доля крупных частиц значительно возрастает, так для БрСЮ доля частиц с диаметром 6-12 мкм - 30-40%, 15-20 мкм - -30-40% и 22-28 мкм - -30%.

Рисунок 2. Микроструктура двухкомпонентных свинцовистых бронз при различных температурах нагрева литейной формы.

а) БрСЮ {Уоа= ]58°С/с) ' в) БрСЗО (У0Х=158°С/с)

б) БрС 10 (Уохл=0,15°С/с) г) БрСЗО (Уох,=0,15°С/с)

Для свинцовистых бронз были определены значения ударной вязкости и твердости при различных скоростях охлаждения. Так для бронзы БрСЮ снижение скорости охлаждения с 160°С/с до 0,15°С/с приводит к возрастанию её значения в 2 раза, подобное явление наблюдается и для остальных исследуемых бронз. Вместе с тем, изменение скорости охлаждения не влияет на твердость. Изменения твердости лежат в пределах погрешности измерений.

Для образцов Шарпи после проведения испытаний на ударную вязкость был проведен анализ фрактограмм поверхности излома, сделанных на растровом электронном микроскопе, рис.3. Поверхность изломов образцов, полученных при разных скоростях охлаждения, равномерно покрыта ямками, размеры которых для каждого образца варьируются незначительно. Это говорит об однородности структуры, равномерном распределении концентраторов напряжения и о вязком характере разрушения для всех образцов. В то же время ямки на изломах образцов, полученных при низких скоростях охлаждения, более крупные (средний диаметр 10-12 мкм), чем на образцах полученных при высоких скоростях охлаждения (5-7 мкм). Это может являться следствием возрастания величины зерна.

На рис. За на поверхности излома видно некоторое количество темных пятен - это включения свинца, по которым шло разрушение. На рис. 36 таких пятен значительно меньше и они имеют много меньшие размеры. Кроме того, стенки ямок на поверхности изломов образцов, полученных при низких скоростях охлаждения, имеют искривленный рельеф, волнистость. Это свидетельствует о большей пластичности при разрушении. О более высокой пластичности образца, полученного при низкой скорости охлаждения, говорит и больший угол изгиба перед разрушением, чем у образца полученного при высокой скорости охлаждения.

а) б)

Рисунок 3. Фрактограммы изломов образцов из бронзы БрСЮ, полученных: а -при высокой скорости охлаждения (Уохд=158°С/с); б - при низкой скорости охлаждения (Ком=7 0°С/с).

Изменение скорости охлаждения отливок приводит к изменению их дендритного строения. Снижение скорости охлаждения отливки увеличивает расстояние между осями второго порядки дендритов, табл. 2. При скорости ниже 25°С/с у дендритов появляются оси 3 порядка. Выявлено, что для высоких скоростей охлаждения свинец, в виде очень тонких прожилок, распределен в междендритных стыках и по границам зерен, рис. 4а,б. Форма таких включений, разветвленная, с неровной межфазной поверхностью. С падением скорости охлаждения округлые свинцовые включения появляются между осями второго порядка дендритов. Между стыками дендритов одного зерна свинец встречает-

ся реже, преимущественно располагается по границам зерен, рис. 4в,г. Форма включений при этом значительно менее разветвленная, чем при высокой скорости охлаждения. При низких скоростях охлаждения часть свинца выделяется по границам зерен в виде больших включений, рис. 4д,е. Другая группа частиц располагается между осями второго и третьего порядка дендритов. Как включения, располагающиеся по границам зерен, так и располагающиеся между осями дендритов имеют гладкую межфазную поверхность с формой стремящейся к сферической.

Таблица 2. Влияние скорости охлаждения на расстояние между осями _второго порядка дендритов в БрСЮ.

Температура нагрева формы, ° С Скорость охлаждения для графитовой формы, °С/с Коэффициент сферичности включений свинца Расстояние между осями второго порядка, мкм

20 158 10,2 12

200 137 9,4 14

400 43 7,01 16

600 25 4,6 25

800 10 3,9 33

1100 0,12 2,1 120

Сфероидизация свинцовых включений при снижении скорости охлаждения отливок подтверждается и проведенным количественным анализом микроструктур. Уменьшение скорости охлаждения приводит к уменьшению коэффициент сферичности.

Таким образом, процесс кристаллизации свинцовистых бронз зависит от скорости охлаждения и заключаются в следующем: высокая скорость охлаждения (более 100°С/с) приводит к образованию дендритов вытянутой формы со слаборазвитыми осями второго порядка. Во всем объеме отливки за время, меньше секунды, происходит кристаллизация меди. Из гомогенного раствора образуется большое количество быстро растущих кристаллов меди. Время на прохождение процесса расслоения и объединения частиц свинца отсутствует. Находящаяся в жидком состоянии свинцовая фаза оказывается зажатой между дендритами меди под давлением (о чем свидетельствует явление обратной ликвации). Эти факторы не дают свинцу принять сферическую форму, заставляя занимать свободное пространство. Свинцовые включения принимают форму поверхности дендритов меди. Отростки свинцовых включений располагаются между осями второго порядка этих дендритов, рис. 5а. При низких же скоростях охлаждения (менее 40°С/с) идет расслоение расплава на кристаллизующуюся медь и жидкость с высоким содержанием свинца (92,6%). Так как число растущих кристаллов меди невелико, свинцовые включения, находясь, некоторое время в жидкости, успевают объединиться в более крупные включения и принять сферическую форму. Этому способствует тот факт, что поверхностное натяжение свинца значительно больше поверхностного натяжения меди. При этом растущие дендриты меди не смогут нарушить форму свинцового включения, прорастая в него, так как во включении содержание меди крайне мало, рис. 56.

Рисунок 4. Микроструктура отливок при различных скоростях охлаждения отливки (Материал БрСЮ).

а) УОХ1=180°С/с в) УОХ1=160°С/с д) Уохл=40°С/с

б) Уохл=180°С/с г) УОХ1=160°С/с е) УохлЫ0°С/с

Такие изменения, происходящие в структуре материала при изменении скорости охлаждения, отражаются и на механических свойствах материала. Проведенные испытания на растяжение образцов, полученных при различных скоростях охлаждения, показали, что снижение скорости охлаждения приводит к возрастанию предела прочности. Максимальный прирост прочности составляет -25%. Вместе с тем, с падением скорости охлаждения возрастает и ударная вязкость.

Жидкость (Си+РЬ) Си

Жидкость (Си+РЬ) Си

Жидкость (Си+РЬ) Жидкость (Си+РЬ) Жидкий РЬ р

Рисунок 5. Схема формообразования свинцовых включений при кристаллизации свинцовистых бронз: а - для высоких скоростей охлаждения; б - для низких скоростей охлаждения.

Рост прочности связан с морфологией свинцовых включений. В связи с их низкой прочностью, включения свинца разупрочняют сплав при разрушении и облегчают продвижение трещины. При этом особенно вредное влияние оказывает небольшие прожилки и скопление крупных включений свинца по границам зерен. В процессе продвижения трещины по телу зерна и столкновения со свинцовым включением, происходит снижение концентрации напряжений в устье трещины и временная остановка ее роста, если включение мелкое и округлой формы. В случае, когда на пути трещины крупное, остроугольной формы или продолговато^ расположенное в направлении роста трещины, свинцовое включение, происходит её скачкообразный рост.

В четвертом разделе представлены результаты исследований влияния обмазок различного состава через скорость охлаждения на структуру и механические свойства отливок.

Для исследований, исходя из имеющихся литературных данных, были выбраны обмазки следующих составов:

1. Связующее - индустриальное масло 15-20% (масс.), наполнитель: УДП оксида алюминия А120з с удельной поверхностью 35 м2/г 85-80% (масс.)

2. Связующее - индустриальное масло 15-20% (масс.), наполнитель: УДП диоксида циркония гЮ2 с удельной поверхностью около 35 м2/г 85-80% (масс.)

Было установлено влияние разработанных обмазок на скорость охлаждения бронзы БрСЮ при литье в кокиль, рис. 6. Скорости охлаждения в момент кристаллизации составили: 75°С/с - отсутствие обмазки; 65°С/с - оксид алю-

1 - Без обмазки

2 - Диоксид циркония

3 - Оксид алюминия

го 30

Вр«мя, с

миния А1203; 45°С/с - диоксид циркония 2Ю2. С применением обмазки разница

в скоростях охлаждения между краем отливки и центром становиться менее заметной. Использование обмазок содержащей УДП в качестве наполнителя за счет изменения скорости охлаждения приводит к изменениям строения макроструктуры отливки. Как толщина слоя мелкозернистых кристаллов, так и непосредственно размер этих кристаллов значительно возрастают. Причем обмазка, дающая более медленную скорость охлаждения, закономерно дает более крупную макроструктуру. Применение обмазок исследуемого состава приводит к росту расстояния между осями второго порядка дендритов. Причем расстояния приблизительно одинаковы для обоих составов, рис. 7. Существенные отличия наблюдаются в поверхностном слое отливок, так использование обмазки содержащей УДП оксида алюминия приводит к росту расстояния между осями второго порядка до ~24 мкм, а УДП диоксида циркония до -27 мкм. Вместе с этим сокращается и длина осей первого порядка, -1,5-3,5 мм для А1203 и -1,5-2,5 мм для Zr02■

Так же было установлено, что применение обмазок разработанного состава позволяет значительно снизить шероховатость отливок и устранить газовые

Рисунок 6. Зависимость температуры бронзы БрСШ от времени при заливке в чугунную форму с применением различных обмазок

Iешшшш

а (без обмазки) б (обмазка с УДПА1203) в (обмазка с УДП 1г02)

Рисунок 7. Микроструктура отливок при использовании различных обмазок

(Материал БрСЮ).

дефекты на поверхности. Использование стандартного антипригарного смазочного материала АСПФ-2/РгУ при литье свинцовистых бронз в металлические кокили позволяет достигать чистоты поверхности отливки Яг 100-150. При использовании обмазки на основе УДП А120з достигалась шероховатость поверхности Яг 40-50, а при использовании Ъ\0>2 ~ Р^ 30-40. Кроме того, использова-

ние этих обмазок позволяет более эффективно удалять газы, образующиеся на поверхности литейной формы. О чем свидетельствует отсутствие газовых дефектов на отливках.

Изменения в структуре образцов создаваемые использованием обмазки для литейной формы отражаются на их ударной вязкости. Испытания проводили на двух группах образцов. Для первой группы стандартных образцов Шарпи, полученных фрезерованием отливок, ударная вязкость изменяется слабо и не выходит за пределы погрешности измерений. Для необработанных же образцов отличия в значениях выходят за пределы погрешности измерений и разброса значений. Там, где в качестве наполнителя использовался У ДП диоксида циркония значения ударной вязкости для необработанных образцов максимальны (25,5 Дж/см2), использование УДП оксида алюминия в составе обмазки дает меньшую ударную вязкость (24,3 Дж/см2). Ударная вязкость образцов, полученных без использования обмазки, значительно ниже (19,1 Дж/см2).

В пятом разделе приведен способ изготовления заготовок для поршневых колец компрессора высокого давления из бронзы Бр08СЮЦ2Н2, основанный на результатах исследований структуры и свойств отливок из свинцовистых бронз. В этом же разделе представлены результаты промышленной апробации поршневых колец отлитых по разработанной технологии.

Заготовки для поршневых колец изготавливались методом горизонтального центробежного литья в стальные литейные формы. Отливка с использованием общепринятого антипригарного противозадирного смазочного материала АСПФ-2/РгУ и без дополнительного подогрева литейной формы приводила к появлению ситовидных пор и свищей на поверхности отливки. Эти газовые дефекты проникали на глубину до 4-5 мм и приводили к значительному количеству брака (до 50% отливок уходило в брак после снятия напуска). Применение при литье подогрева формы до 400°С и использование обмазок на основе диоксида циркония позволило устранить брак заготовок связанный с газовыми дефектами и повысить их эксплуатационные свойства.

Исследование микроструктуры показало, что включения свинца в отливках полученных по разработанной технологии имеют более равномерно распределенные включения свинца, причем их размеры изменяются в меньших пределах. Так же форма этих включений значительно ближе к сферический, а межфазная поверхность более ровная. Так, для колец, полученных без использования обмазки, коэффициент сферичности свинцовых включений составил -3,7, а для колец полученных по разработанной технологии, с использованием обмазки на основе УДП диоксида циркония - 2,2. Совокупность этих факторов дает более высокие эксплуатационные свойства изделий в сравнении с изготовленными по стандартной технологии.

Промышленное внедрение экспериментальных поршневых колец в количестве 300 шт. производилось на четырехрядных крейцкопфных компрессорах марки "Полимер 75" ООО «Томскнефтехим». Эксплуатация в течение двух лет поршневых колец, изготовленных из экспериментальных отливок и внедренных на ООО «Томскнефтехим», показала их более высокую стойкость по сравне-

нию с отечественными аналогами. Так стойкость уплотнений по сравнению с поршневыми кольцами, изготовленными ОАО "Опытный Завод Цветного Литья" (Новосибирск) выше в 2 раза. Вместе с тем, стойкость колец уступает в 1,2 раза стойкости уплотнений изготовленных фирмой «KRANZ» (Германия) из алюминиевой бронзы (российский аналог бронза БРАЖН10-9-3). Но стоимость изготовления колец с учетом стоимости заготовки, в 4 раза меньше стоимости колец, изготовленных фирмой «KRANZ» (Германия). Полученные результаты подтверждены соответствующими актами внедрения.

Основные результаты и выводы:

1. Установлены основные закономерности влияния скорости охлаждения на формирование структуры свинцовистых бронз. Показано, что при высоких скоростях охлаждения влияние на формирование структуры оказывает явление обратной ликвации свинца, когда в результате усадки кристаллизующейся медной матрицы идет выжимание жидкой фазы на поверхность. Установлены основные закономерности потерь в зависимости от скоростей охлаждения. Так, для бинарных свинцовистых бронз при скоростях охлаждения, выше 150°С/с (холодные стальные и чугунные кокили), начинается выделение легкоплавкой фазы на поверхность. Потери в результате обратной ликвации достигают 25% от общего количества легкоплавкой фазы и зависят от скорости охлаждения, а так же от размеров отливок. Так, для бронзы БрСЮ снижение скорости охлаждения с 180°С/с до 160°С/с вызывает снижение потерь свинца в результате обратной ликвации с 20% до 7-8%.

2. Установлены закономерности кристаллизации включений легкоплавкой фазы, заключающиеся в том, что в зависимости от скорости охлаждения происходит либо сфероидизация свинцовых включений в расплаве, либо они формируются, занимая свободное пространство между дендритами.

При скорости охлаждения более 100°С/с образуется большое количество быстро растущих кристаллов меди. Находящаяся в жидком состоянии свинцовая фаза остается между растущими дендритами, принимая форму их границ. В итоге включения легкоплавкой фазы вытягиваются в виде прожилок в различных направлениях и обладают неровной, рваной межфазной поверхностью.

При низких скоростях охлаждения менее 40°С/с свинцовые включения находясь некоторое время в расплаве, успевают принять сферическую форму благодаря высоким силам поверхностного натяжения свинца. В результате образующие дендриты меди обрастают их не нарушая формы, глобулы свинца остаются округлой формы, с гладкой межфазной поверхностью.

3. Показано, что изменение морфологии включений свинца в сторону их сфероидизации и выравнивания межфазных поверхностей, приводит к повышению механических свойств (ударной вязкости, предела прочности бронзы). Так, для бронз БрСЮ, БрС20 и БрСЗО изменение коэффициента сферичности с -10 до 1,2-1,7 приводит к увеличению ударной вязкости в 1,7-2 раза, а предела прочности при растяжении на -30%. Вместе с тем изменение формы включений не приводит к заметным изменениям твердости бронзы.

4. Установлено, что применение обмазок, содержащих в качестве наполнителя УДП оксидов металлов, позволяет замедлить скорость охлаждения поверхностного слоя отливки и её нахождение в жидком состоянии.

5. Применение обмазок литейной формы, содержащих УДП оксидов металлов, позволяет в несколько раз (2-4) снизить шероховатость поверхности отливок, устранить газовую пористость на поверхности и убрать дефекты поверхности. Это дает возможность значительно снизить припуски на механическую обработку. Такой эффект достигается за счет небольших размеров частиц порошка (<0,5 мкм).

6. Предложена технология изготовления литых заготовок поршневых колец плунжерного штока компрессора высокого давления, основанная на технологических особенностях плавки бронзы Бр08СЮЦ2Н2 и результатах исследований структуры и свойств бронзовых отливок. В технологии использовались полученные данные о влиянии скоростей охлаждения на структуру и свойства отливок, а так же запатентованный состав обмазок формы.

7. Результаты эксплуатации экспериментальных колец из бронзы Бр08СЮЦ2Н2 на Томском нефтехимическом заводе свидетельствуют об их конкурентоспособности в сравнении с импортными аналогами. Стойкость данных колец незначительно уступает стойкости немецких фирмы «KRANZ» (в 1,2 раза ниже), а стоимость значительно ниже. При этом экспериментальные кольца обладают более низкой твердостью, что значительно снижает износ цилиндров компрессора Ожидаемый годовой экономический эффект при условии полной замены импортных колец на экспериментальные ООО «Томскнефте-хим» (Томск) составляет 0,5 млн. р./год.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мартюшев Н.В., Егоров Ю.П., Утьев О.М. Компьютерный анализ структуры материалов // Обработка металлов. - 2003. - № 3. - С. 32-34.

2. Martyushev N.V., Egorov Yu.P. DETERMINATION OF THE SIGNAL STRENGTH WITH THE COMPUTER ANALYSIS OF THE MATERIAL STRUCTURE // 9 Anniversary International scientific - practical conference «Modern technique and technologies». - Tomsk: TPU, 2003. - V.l. — P. 192-194.

3. Мартюшев H.B., Корчмит A.B. Распределение свинца в центробежно-литых заготовках из пятикомпонентной оловянистой бронзы в зависимости от скорости вращения формы // Сб. тр. X Международной научно-практической конференции «Современная техника и технологии» (Томск, 29 марта-2 апреля, 2004 г.). Томск Изд-во ТПУ, 2004. - Т.2. - С. 43-45.

4. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2004610217. Система компьютерной обработки изображений (Система КОИ). / Мартюшев Н.В., Егоров Ю.П.. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.01.2004.

5. Martyushev N.V., Korchmit A.V. Cooling Rate Influence on Structure of Lead Bronze Type of CuPblO // The collection of reports of the First All-Russian Con-

ference of Young Scientists «Physics and Chemistry of High-Energy Systems». -Tomsk: TSU, 2005. - P. 366-368.

6. Патент № 2297300 РФ, МПК 7 B22C 3/00, B22D 13/00. Защитно-разделительное покрытие и способ его нанесения/ Мартюшев Н.В., Мельников А.Г., Егоров Ю. П.; Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет. -№ 2005139121/02; Заявл. 2005.12.14; Опубл. 2007.04.20, Бюл. №11.

7. Мартюшев Н.В., Егоров Ю.П., Утьев О.М. Компьютерный анализ структуры материалов // "Вестник УГТУ-УПИ. Цифровая микроскопия" №10 - 2005, -с. 83 -86.

8. Мартюшев Н.В., Иванов А.И. Влияния скорости охлаждения при кристаллизации на структуру и свойства двухкомпонентных свинцовистых бронз. // Сб. тез. докл. XI Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии». - Томск: ТПУ, 2005. - с.52-54.

9. Мартюшев Н.В., Корчмит A.B. Распределение свинцовых включений в структуре медных сплавов // Сб. тез. докл. XII Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии». - Томск: ТПУ, 2006. - Т. 1, с. 430-432.

10.Мартюшев Н.В., Корчмит A.B. Распределение свинцовых включений в структуре медных сплавов. // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых "НАУКА ТЕХНОЛГИИ. ИННОВАЦИИ'. - Новосибирск: НГТУ, 2006. - ч. 2, с. 189-191

11.Мартюшев Н.В., Егоров Ю.П. Потери легкоплавкой фазы при выплавке и затвердевании свинцовистых бронз // Литейное производство №5 - 2008 - с. 10-11.

12.Мартюшев Н.В. Легирование поверхности отливок с помощью обмазок литейной формы. // Обработка металлов №3(40) - 2008 - с. 19-23.

Подписано к печати 24.11.08 Бумага офсетная. Печать RISO. Формат 60x84/16. Тираж 100 экз. Заказ № 114-1108 Центр ризографии и копирования. И/П Тисленко О.В. Св-во №14.263 от 21.01.2002 г, пр. Ленина, 41, оф. № 7а.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Свинцовистые бронзы. Диаграммы состояний, фазовые превращения и свойства.

1.2. Диаграммы состояний, фазовые превращения и свойства в зависимости от ввода легирующих добавок.

1.3. Влияние скорости охлаждения расплава на структуру и свойства свинцовистых бронз и сложнолегированных бронз со свинцом.

1.4. Модифицирующее влияние обмазок литейной формы на структуру и свойства свинцовистых бронз.

1.5. Выводы.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Выбор материала для исследований.

2.2. Методика ведения плавки и заливки.

2.3. Методики определения скорости охлаждения расплава.

2.4. Проведение структурных исследований.

2.4.1. Металлографические исследования.

2.4.1.1. Количественный компьютерный анализ распределения включений свинцовой фазы.

2.4.1.2. Методики травления шлифов для выявления дендритного строения и границ зерен.

2.5. Рентгенофлуоресцентный анализ (РФА).

2.6. Растровая электронная микроскопия (РЭМ).

2.7. Определение механических характеристик.

2.7.1. Измерение твердости и микротвердости.

2.7.2. Определение прочности при растяжении и изгибе.

2.7.3. Испытания на ударный изгиб.

2.7.4. Измерение шероховатости поверхности и построение профилограмм.

3. МОРФОЛОГИЯ ВКЛЮЧЕНИЙ ЛЕГКОПЛАВКОЙ ФАЗЫ СВИНЦОВЫХ БРОНЗ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА СВОЙСТВА.

3.1. Зависимости скорости охлаждения от температуры нагрева литейной формы.

3.2. Угар свинца в исследуемых бронзах при ведении плавки, потери свинца в результате обратной ликвации.

3.3. Влияние скорости охлаждения на морфологию свинцовых включений и свойства свинцовых бронз.

3.3.1. Влияние скорости охлаждения на морфологию свинцовых включений и свойства различных марок свинцовых бронз.

3.3.2. Влияние скорости охлаждения на морфологию включений свинца и свойства бронзы БрСЮ при заливке в графитовые формы.

3.3.3. Влияние скорости охлаждения на морфологию включений свинца и свойства бронзы БрСЮ при заливке в чугунные формы.

3.4. Выводы.

4. ВЛИЯНИЕ ОБМАЗОК С УДП НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА СВИНЦОВИСТЫХ БРОНЗ.

4.1. Влияние применяемых обмазок на скорость охлаждения свинцовистых бронз.

4.2. Влияние применяемых обмазок на микро и макроструктуру свинцовистых бронз.

4.3. Влияние применяемых обмазок на механические свойства свинцовистых бронз.

4.4. Выводы.

5. ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК ПОРШНЕВЫХ КОЛЕЦ.

5.1. Особенности выплавки свинцово - оловянных бронз.

5.2. Оборудование и технологическая оснастка для получения бронзовых отливок.

5.3. Маршрутная карта технологического процесса.

5.4. Дефекты отливок при центробежном литье колец.

5.5. Микроструктура отливок, морфология свинцовых включений.

5.6. Промышленные испытания поршневых колец.

5.7. Выводы.

Актуальность темы. В настоящее время в машиностроении большое количество деталей изготавливается из свинцово-оловянистых бронз. Большая часть этих деталей работает исключительно на износ. Однако существует ряд деталей, которые помимо хорошей износостойкости должны обладать достаточно высокими прочностными характеристиками (уплотнения и поршневые кольца, маслоплотные и экспандерные кольца). Большое количество таких деталей присутствует в компрессорах высокого давления по производству полиэтилена. Поршневые кольца в таких компрессорах работают под давлением этилена, достигающего в компрессоре 1-го каскада 120 МПа, но выходят из строя, в основном, не из-за износа, а из-за разрушения. Замена поршневых колец приводит к дополнительным затратам на замену колец и значительным потерям за счет простоя оборудования и снижения выпуска готовой продукции. Низкая стойкость поршневых колец, выполненных по заводской технологии на отечественных предприятиях, вынуждает предприятия закупать дорогостоящие импортные аналоги. Поэтому разработка импортозамещающих материалов и технологий, направленных на повышение стойкости данных деталей, является актуальной задачей.

В качества материала для изготовления колец используют литые нестандартные высокооловянистые бронзы со свинцом и никелем, применяющиеся в судостроении и автомобилестроении, хорошо известные своими высокими антифрикционными и механическими свойствами.

Свинец в таких бронзах значительно повышает антифрикционные свойства, но, обладая низкими прочностными характеристиками, образует концентраторы напряжения в теле отливки. Форма, размеры и распределение свинца в объеме отливки будут в значительной мере влиять на её механические свойства. Уже имеющиеся данные по исследованию структуры медных сплавов, содержащих свинцовую фазу, содержат много противоречивых мнений, связанных с её формой и распределением. Отсюда, одним из направлений в повышении прочностных характеристик таких сплавов, при сохранении их триботехнических свойств, будет направленное формирование заданной морфологии свинцовых включений в направлении их сфероидизации по аналогии с графитовыми включениями в чугуне.

Так же одной из основных причин низкой стойкости отечественных поршневых колец является большое количество газовых дефектов на поверхности, зачастую проникающих в глубину заготовок. Уже имеющиеся сведения по предотвращению образования таких дефектов в данном случае дают незначительный результат. Применение защитно-разделительных покрытий стандартных составов устраняет проблемы, связанные с привариванием отливки к форме, но вместе с этим сгорающее связующее покрытий служит дополнительным источником газовыделения, порождая новые дефекты. Одним из перспективных направлений исследований в этом направлении является достижение высокой газопропускной способности обмазки при сохранении её защитных свойств.

Диссертационная работа выполнялась при финансовой поддержке индивидуального гранта ТПУ.

Цель работы. Выявить закономерности формирования включений свинца и определить условия, приводящие к их сфероидизации. Разработать технологию получения литых заготовок с высокими механическими свойствами.

Задачи исследования. выявить основные факторы, влияющие на формообразование свинцовых включений при кристаллизации сплавов; установить закономерности влияния скорости охлаждения отливки и различных покрытий литейной формы на структуру и свойства свинцовистых бронз; установить закономерности формирования включений легкоплавкой фазы в свинцовистых бронзах; определить условия сфероидизации легкоплавкой фазы; разработать технологию получения литых заготовок с высокими эксплуатационными свойствами и внедрить в производство.

Методы исследований. Экспериментальные исследования были проведены в лабораторных условиях с использованием современной измерительной аппаратуры. Применяли современные методы физико-химического анализа материалов: растровую электронную микроскопию, количественный компьютерный анализ микроструктуры с применением цифровой фотосъемки, рентгенофлуоресцентный анализ и др. Механические и эксплуатационные свойства оценивали, используя 6 различных способов испытаний (растяжение, ударный изгиб, твердость и др.). Обработку экспериментальных данных проводили с применением методов математической статистики.

Научная новизна.

- определены закономерности формирования легкоплавкой фазы в структуре отливок из свинцовистых бронз при различных скоростях охлаждения;

- установлено, что отливки из свинцовистых бронз (БрСЮ, БрС20, БрСЗО) со сфероидизированными включениями свинца обладают максимальной прочностью, пластичностью и ударной вязкостью;

- с помощью компьютерного анализа установлены количественные закономерности распределения включений свинца и их морфологии в структуре отливок из свиицовистых бронз в зависимости от скоростей охлаждения этих отливок и состава применяемых обмазок форм при литье;

- установлено, что применение разработанных защитно-разделительных покрытий, содержащих ультрадисперсные порошки оксидов металлов (патент №2297300), при литье свинцовистых и многокомпонентных свинцово-оловянистых бронз приводит к снижению скорости охлаждения и шероховатости поверхности отливки;

- разработаны программы количественного компьютерного анализа распределения включений свинца в структуре (авторское свидетельство на программный продукт № 2004610217).

Практическая ценность работы:

- определены условия целенаправленного формирования структуры свинцовистых бронз;

- создан состав защитно-разделительных покрытий литейной формы (патент №2297300) для медных сплавов, позволяющий получать отливки без газовых дефектов на поверхности.

- предложена технология получения литых заготовок поршневых колец из бронзы Бр08СЮЦ2Н2 с высокими механическими и служебными свойствами.

- разработаны программы проведения компьютерного количественного анализа включений легкоплавкой фазы в структуре свинцовистых бронз, подтвержденные авторским свидетельством на программный продукт № 2004610217;

Реализация работы в промышленности. Поршневые кольца, выполненные из бронзовых отливок, технология получения которых представлена в диссертационной работе, внедрены на томском нефтехимическом заводе ООО «Томскнефтехим» (г. Томск). Полученные результаты промышленного внедрения экспериментальных поршневых колец подтверждены соответствующим актом и приведены в Приложениях.

Достоверность полученных результатов подтверяадается:

- применением современных методов исследования структуры и свойств материалов;

- значительным объемом и воспроизводимостью экспериментальных данных;

- сходимостью результатов, полученных различными методами исследований;

- промышленным внедрением поршневых колец, изготовленных из отливок, полученных по предлагаемой в работе технологии;

- апробацией полученных результатов на научных конференциях различного ранга.

Личный вклад автора. Результаты, изложенные в диссертации, получены автором в сотрудничестве с коллегами кафедры «Материаловедения и технологии металлов» Томского политехнического университета. Участие в работе отраженно в совместных публикациях. Личный вклад автора включает проведение экспериментальных и теоретических исследований, обработку и представление их результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Закономерности влияния условий кристаллизации на структуру и механические свойства свинцовистых бронз.

2. Закономерности формообразования включений легкоплавкой фазы в свинцовистых бронзах.

3. Закономерности влияния защитно-разделительных покрытий с наполнителем из ультрадисперсных порошков (УДП) на структуру и свойства отливок из свинцовистых бронз.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы обсуждались на научных семинарах кафедры «Материаловедение и технология металлов» Томского политехнического университета в период с 2004 по 2008 гг., а также были доложены на следующих конференциях: X, XI Международных научно-практических конференциях «Современная техника и технологии» (Томск, 2004,2005), II Всероссийской школе-семинаре "Цифровая микроскопия. Новые технологии решения задач металлографии" (Екатеринбург, 2002), IX Международной выставке молодежных научнотехнических проектов ЭКСПО-наука 2003 (Москва, 2003), IIX, IX Anniversary International scientific - practical conference «Modern technique and technologies» (Tomsk, 2003, 2004), First All-Russian Conference of Young Scientists «Physics and Chemistry of High-Energy Systems» (Tomsk, 2005), всероссийской научной конференции молодых ученых "НАУКА. ТЕХНОЛОГИИ. ИННОВАЦИИ" (Новосибирск, 2006), Четырнадцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых учёных (Уфа, 2008).

Некоторые доклады отмечены дипломами и рекомендациями к опубликованию в реферируемых центральных журналах.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 14 научных работах, в том числе: в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК — 4; в трудах научных конференций различного уровня 9; в тезисах докладов научных конференций различного уровня - 1; патентов РФ на изобретение - 1; авторских свидетельств на программный продукт - 1.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 174 страницах, включая 67 рисунков и 15 таблиц, и состоит из введения, пяти разделов, общих выводов по работе, списка цитируемой литературы из 115 наименований и 3 приложений.

5.7. Выводы

1. На основании результатов исследований структуры и свойств бронзы Бр08СЮЦ2Н2 предложена технология изготовления литых заготовок для поршневых колец компрессора высокого давления, основанная на технологических особенностях плавки и заливки бронзы. Указаны количественные параметры составляющих макро и микроструктуры бронзы, обеспечивающие высокие механические и служебные свойства бронзы.

2. Изучен процесс образования газовых дефектов в отливках из бронз типа Бр08СЮЦ2Н2, полученных горизонтальным центробежным литьем, разработаны меры борьбы с ними и пути уменьшения их образования.

3. Результаты эксплуатации поршневых колец из бронзы Бр08С10Ц2Н2 в цехах синтеза полиэтилена Томского нефтехимического завода, свидетельствуют о том, что их применение позволяет обеспечить необходимые производственные требования и снизить стоимость готового изделия.

4. Стойкость поршневых колец из бронзы Бр08С10Ц2Н2 не уступает стойкости колец произведенных зарубежными производителями, а стоимость в 4. 5 раз ниже.

5. Ожидаемый годовой экономический эффект при условии полной замены импортных колец на экспериментальные, только на ООО «Томскнефтехим» (Томск), составляет 540000 руб. в год (см. Приложение). При замене же поршневых колец, производимых ОАО "Опытный Завод Цветного Литья" (Новосибирск), экономия средств за счет простоя оборудования и как следствие, недовыпуска готовой продукции и за счет средств затрачиваемых на ремонт, составляет более 1500000 руб.

1. Бабичев Н. А. и др. Физические величины: справочник. М.: Энергоатомиздат, -1991.-1232с.

2. Балтер М.А., Любченко А.П. Фрактография средство диагностики разрушенных деталей. — М.: Машиностроение, 1987. - 160 с.

3. Бараданьянц В.Г. Свойства отливок из медных сплавов, изготовленных по выплавляемым моделям // Литейное производство. 1957. -№5.-с. 10-12.

4. Барановский Э. Ф., П. В. Севастьянов, Идентификация теплообмена при литье металлов и сплавов. Физико-технический институт АН БССР. — Минск: Наука и техника, 1989. —-189с.

5. Барсукова Т.А. Краткие сообщения по научно-исследовательским работам МИЦМиЗ им. М.И. Калинина. М.: Металлургиздат 1960. - С.240.

6. Бедель В.К. Кокильное литье цветных сплавов. М.: Наука и техника, - 1944,-239с.

7. Беккерт М., Клемм X. Справочник по металлографическому травлению. — М.: Металлургия, 1979. — 336 с.

8. Белащенко Д.К., Гвоздева Л.И., Любимов А.П. О строении и свойствах металлических расплавов // Изв. АН СССР. Серия металлы. 1968. - №3.-с.192-198.

9. Белоусов А.А., Пастухов Э.А., Ченцов В.П. Влияние растворенного никеля и температуры на кинетику окисления свинцовистых безоловянных бронз // Расплавы. 2005. - №2. - с.8-10.

10. Бронтвайн Л.Р. Изменение механических свойств бронзы в зависимости от способа литья // Литейное производство. — 1966. — №12. — с.31.

11. Бронтвайн Л.Р., Горовецкий В.Н. Исследования износостойкости сплавов на медной основе // Литейное производство. 1981. — №10. - с.8-9.

12. Буравлева В.П., Вол А.Е., Дворецкая Г.Ф. Влияние содержания основных легирующих компонентов и микролегирования на структуру и свойства бронзы марки БрАМц 9-2 Л — Металловедение. Л.: Судостроение — 1969.-вып. 13. — с.114—117.

13. Буренин В.В. Бессмазочные поршневые уплотнения компрессоров // Химическое и нефтяное машиностроение. 1995. - №9. - с.42-45.

14. Вершинин П.И., Севастьянов В.И., Бакрин Ю.Н. Влияние интенсификации охлаждения на структуру и свойства отливок из оловянной бронзы // Литейное производство. 1986. — №5. - с.8-9.

15. Влияние нанопорошков тугоплавких материалов на свойства литых изделий из черных и цветных металлов и сплавов. // М.: Машиностроитель. 2004,-№12,-с. 32-38

16. Вол А.Е., Дворецкая Г.Ф. Исследование влияния различных элементов на свойства бронз Металловедение. Л.: Судостроение — 1968. — вып. 12.-с. 160-166.

17. Воронков И.М. Курс теоретической механики. — М.: Наука, 1966. —596 с.

18. Ворошин Л.Г., Абачараев М.М., Хусид Б.М. Кавитационно-стойкие покрытия на железоуглеродистых сплавах. М.: Наука и техника, — 1987, — 302с.

19. Гордеева Т. А., Жегина И.П. Анализ изломов при оценке надежности материалов. —М. : "Машиностроение", 1978. — 200 с.

20. Гоулдстейн Дж., Ньюбери Д., Эчлин П. и др. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ: Пер. с англ. / Под ред. В.И. Петрова. М.: Мир, 1984. - Ч. 1. - 3 03 с.

21. Горшков И. Е. Литье слитков цветных металлов и сплавов : учебное пособие М. : Металлургиздат, 1952. - 416 с.

22. Дриц М. Е. Свойства элементов: Справочник. М.: Металлургия, Кн. 1.- 1997.-432 с.

23. Дриц М.Е., Бочвар Н.Р., Гузей J1.C. Двойные многокомпонентные системы на основе меди: Справочник. М.: Наука, 1979. - 248 с.

24. Захаров A.M. Промышленные сплавы цветных металлов. Фазовый состав и структурные составляющие. М.: Металлургия, 1980. - 256 с.

25. Золоторевский В. С., Механические свойства металлов: учебник для вузов. М.: МИСиС, 1998. - 400 с.

26. Зубков Л.Б. Металл златоцветного камня. М.: Наука, 1989. 160 с.

27. Игнатов О.А. Влияние теплоотвода от прибыльной части слитка на скорость и процессы кристаллизации. Прогрессивные технологии и экономика в машиностроении: Труды Всероссийской научно-практической конференции. Томск: Изд-во ТПУ, 2003. 374 с.

28. Измайлов В.А., Ермолаева Н.И., Токарь B.C. Роль поведения свинца при литье и деформации слитков ЛС 58-2 // Цветные металлы. 1995. — №7.- с.63-66.

29. Кац A.M. Дендритное строение слитков // Гипроцветметобработка. -вып. 32,- 1969.

30. Кац A.M. О применении количественных методов к исследованию структуры латуни ЛС 63-3 // Заводская лаборатория. — 1969. №4. - с.477-478.

31. Кац A.M., Пикунов М.В., Бахтиаров Р.А. Исследование размеров и распределения включений свинца в литой латуни ЛС 63-3 // Цветные металлы. 1968. -№5. -с.34-36.

32. Кестнер О.Е. Поведение некоторых медных сплавов при трении. // Сборник №3 "Исследования сплавов цветных металлов" М. 1962

33. Коваленко В. С. Металлографические реактивы. — М.: Металлургия,- 1981.- 120 с.

34. Колесниченко Л.Ф., Мамыкин Э.Т. О работоспособности математических систем Cu-Pb в условиях трения скольжения. Сообщение 1. Антифрикционные свойства меди и влияние свинца на их изменение. //

35. Проблемы трения и изнашивания". Киев: Техника, 1973. - вып. 4. - с. 7478

36. Константинов JT.C. Газовые явления при центробежном литье и вызываемые ими дефекты отливок // Литейное производство. 1959. - №6. -с.32-35.

37. Коротаева З.А. Получение ультрадисперсных порошков механохимическим способом и их применение для модифицирования материалов: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — Новосибирск.: ИХТТМ СО РАН, 2008.-22 с.

38. Корчмит А.В. Влияние условий кристаллизации на структуру и свойства отливок из бронзы БрОСЦН 10-13-2-2 // Сб. докл. III Российской научно-технической конференции «Физические свойства металлов и сплавов». Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2005. - с.220-224.

39. Корчмит А.В. Закономерности формирования структуры и свойств бронзы БрОЮС13Ц2Н2 в зависимости от условий кристаллизации: Автореф. дис. . канд. техн. наук. Томск.: ИФПМ СО РАН, 2008. - 28 с.

40. Костылева Л.В., Санталова Е.А., Ильинский В.А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ДЕНДРИТНЫХ ВЕТВЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОМПЬЮТЕРНЫХ ПРОГРАММ // Заводская лаборатория. 2003.- №11.-с.33-36.

41. Крушенко Г.Г., Москвичев В.В., Буров А.Е. Применение нанопорошков химических соединений при производстве металлоизделий // Тяжелое машиностроение. 2006. - №9. - с.22-25.

42. Крымский Д.М., Дарий А.Т. Оптимальные заготовки для поршневых колец компрессоров// Химическое и нефтяное машиностроение. 1995. - №9. - с.42-45.

43. Курдюмов А.В., Акимова К.И. Литейное производство. - 1956. -№11.- с.26-27.

44. Курдюмов А.В., Пикунов М.В., Чурсин В.М. Литейное производство цветных и редких металлов. — М.: " Металлургия" 1972, с. 496

45. Курдюмов А.В., Пикунов М.В., Чурсин В.М., Бибиков Е.Л. Производство отливок из сплавов цветных металлов. М.: Металлургия, 1986. -416 с.

46. Лебедев А.А., Сокольская Л.И. Влияние некоторых технологических факторов на время затвердевания отливки // Литейное производство. 1952. - №12. - с.15-18.

47. Лебедев К.П., Райенс Л.С., Шеметев Г.Ф., Горячев А.Д. Литейные бронзы. Л.: "Машиностроение", 1973. - 312 с.

48. Левинский Ю. В. Металлические порошки и порошковые материалы: справочник. — М.: ЭКОМЕТ, 2005. — 519 с.

49. Леушин И.О., Грачев А.Н., Григорьев И.С., Пряничников В.А. Многофункциональные покрытия разовых литейных форм для стальных и чугунных отливок. // Литейное производство. 2005. — №8. - с.24.

50. Любешкин В.А. Исследования в области сплавов, содержащих легкоплавкую составляющую: Автореф. дис. . канд. техн. наук. — М.: МИЦМиЗ, 1956,- 15 с.

51. Мальцев М.В. Металлография промышленных цветных металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1970. — 364 с.

52. Мальцев М. В., Модифицирование структуры металлов и сплавов. -М.: Металлургия, 1964. 214 с.

53. Мартюшев Н.В. Легирование поверхности отливок с помощью обмазок литейной формы. // Обработка металлов. 2008 - №3(40) - с. 19-23.

54. Мартюшев Н.В., Егоров Ю.П. Потери легкоплавкой фазы при выплавке и затвердевании свинцовистых бронз // Литейное производство. -2008-№5-с. 10-11.

55. Мартюшев Н.В., Егоров Ю.П., Утьев О.М. Компьютерный анализ структуры материалов // Обработка металлов. — 2003. — № 3. — с. 32-34.

56. Мартюшев Н.В., Корчмит А.В. Распределение свинцовых включений в структуре медных сплавов // Материалы всероссийской научной конференции молодых ученых "НАУКА. ТЕХНОЛГИИ. ИННОВАЦИИ". -Новосибирск: НГТУ, 2006. ч. 2, с. 189-191

57. Мартюшев Н.В., Петренко Ю.Н., Егоров Ю.П. Производство поршневых колец компрессоров высокого давления. // Литейное производство. 2008 - №8 - с. 24-25.

58. Медведев А.И. Электроплавка оловянных бронз в карборундовых тиглях // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 1972. - №9. - с.38.

59. Мысик Р.К. Структура литых заготовок из свинцовых латуней и механические свойства прутков из этих сплавов // Изв. вузов. Цветная металлургия. 1995. - №2. - с.35-38.

60. Новиков И.И. "Металловедение, термообработка и рентгенография" М.: МИСиС, 1994. — 480 с.

61. Орлов Н.Д. Справочник литейщика. Фасонное литье из сплавов тяжелых цветных металлов. — М. Машиностроение, 1971

62. Орлов Н. Д., Чурсин В.М. Справочник литейщика. Фасонное литье тяжелых цветных металлов. -М.: "Машиностроение" 1971, с. 256

63. Осинцев О.Е., Федоров В.Н. "Медь и медные сплавы. Отечественные и зарубежные марки: Справочник" М.: Машиностроение, 2004,-336 е., ил.

64. Патент №2058212 РФ, МПК 6 В22СЗ/00. Легирующее покрытие для литейных форм и стержней/ Абачараев М.М., Камилов И.К., Абачараев И.М.; Институт физики Дагестанского научного центра РАН. № 93028853/02; Заявл. 1993.06.02; Опубл. 1996.04.20, Бюл. №17.

65. Передельский К.В. Литье цветных металлов в металлические формы. М.: Машгиз, 1951.- 222с.

66. Пикунов М.В. "Литейное производство цветных и редких металлов" М.: Металлургия, 1982. - 352с.

67. Пикунов М.В., Кац A.M., Бахтиаров Р.А. Исследования неравновесной J3 фазы в структуре литой латуни ЛС 63-3 // Изв. АН СССР. Серия металлы. - 1969. - №3. - с. 155-160.

68. Пикунов М.В., Курдюмов А.В. "Плавка и затвердевание сплавов цветных металлов" М.: Металлургия, 1968. - 228с.

69. Покуса А., Мургаш М., Чаус А.С. Поверхностные металлические слои на отливках, полученные из обмазки формы. // Литейное производство. 1999. -№3. -с.30-33.

70. Пресняков А.А., Червякова В.В., Новиков А.В., О роли свинца в свинцовистых латунях // Цветные металлы. 1960. — №7. — с. 15-19.

71. Рыжиков А.А., Тимофеев Г.И., Северюхин Н.В. Влияние малых добавок на свойства оловянистой бронзы БрОЦ 10-2 Изв. вуз. Цветная металлургия. - 1967. - №1. - с. 125-129.

72. Салохин В.В., Чурсин В.М. Оптимальные условия плавки высокосвинцовистых литейных бронз // Литейное производство. 1981. -№8. - с.13-14.

73. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1977. - 272 с.

74. Сварика А.А. Покрытия литейных форм. М.: Машиностроение, 1977.-216 с.

75. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2004610217. Система компьютерной обработки изображений (Система КОИ). / Ю.П. Егоров, Н.В. Мартюшев. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 19.01.2004.

76. Северюхин Н.В., Тимофеев Г.И., Рыжиков А.А. Защитное микролегирование алюминиевой бронзы бериллием. Литейное производство. - 1967. - №8. - с.27-28.

77. Смирнов В.Н., Яценко А.А. Выбор состава и оптимальной технологии изготовления отливок из оловянных бронз (опыт завода «Экономайзер»). Л.: ЛДНТП, 1973. -21 с.

78. Спасский А.Г. Некоторые особенности литья из оловянных бронз // Сб. докладов «Фасонное литье медных сплавов». — М.: Машгиз, 1957. — с.5— 12.

79. Сучков Д.И. Медь и ее сплавы. М.: Металлургия, 1967. - 248 с.

80. Туторская Н.Н. Металловедение цветных металлов и сплавов: труды/Гипроцветметобработка. М.: Металлургиздат - 1960. - вып. 18. — с.211-215.

81. Усков И.В., Крушенко Г.Г., Миллер Т.Н., Пинкин В.Ф. Формирование и свойства поверхностно-легированного слоя в отливке. — Литейное производство. 1992. - №11. — с.3.

82. Утевский Л.М. Отпускная хрупкость стали. М.: Металлургиздат, 1961.- 196 с.

83. Феллоуз Дж. Фрактография и атлас фрактограмм: Пер. с англ. / Под ред. М.Л. Бернштейна.- М.: Металлургия, 1982. 489 с.

84. Франценюк И.В., Франценюк Л.И. "Альбом микроструктур чугуна, стали, цветных металлов и их сплавов" — М.: ИКЦ "Академкнига", 2004. -192с.

85. Хахалин Б.Д Работы института по освоению центробежной отливки чугунных труб // Сб. ВНИТОЛ «Центробежное литье чугунных труб». — М.: Машгиз, 1951. -с.25-44.

86. Цыганов В.А. Плавка цветных металлов в индукционных печах. — М.: Металлургия, 1974. 248 с.

87. Червякова В.В., Пресняков А.А. Сложные латуни и бронзы. Алма - Ата: Наука, 1974. - 262 с.

88. Чурсин В.М. Влияние малых присадок некоторых элементов на структуру и свойства оловянных бронз // Сб. докладов «Фасонное литье медных сплавов». М.: Машгиз, 1957. - с.31-43.

89. Чурсин В.М. Плавка медных сплавов. М.: "Металлургия" 1982, -с. 152.

90. Чурсин В.М. Технология цветного литья. М.: "Металлургия" 1967,-с. 252

91. Чурсин В.М. Физико-химические и технологические основы металлургии медных литейных сплавов: Автореф. дис. . докт. техн. наук. — М.: МИСиС, 1973.-52 с.

92. Чурсин В.М., Пименов A.M. Газы в медных сплавах // Литейное производство. 1966. - №6. - с.36-38.

93. Чурсин В.М., Пименов А.И., Дегтярев Ю.В. Влияние шихты и условий плавки на качество медных сплавов // Сб. трудов XIV совещания по теории литейных процессов «Основы образования литейных сплавов». М.: Наука, 1970. - с.326-330.

94. Штремель М. А. Лабораторный практикум по специальному курсу прочность сплавов. -М., 1969.-78с.

95. Штремель М.А. Прочность сплавов. -М.: МИСИС, 1997. 527 с.

96. Alam S., Marshall R. I. Development and metallurgical evalution of centrifugally cast solid bronze bushes // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1992. - № 25. -p. 1335-1339.

97. Alam S., Marshall R. I. The testing performance of various bronze bushes //J. Phys. D.: Appl. Phys. 1992. -№ 25. - p. 1340-1344.

98. Cibula A.,-J. Inst. Metals, 1954, v.54, p. 54-64.

99. Kondic V. Brit. Foundryman, 1959, № 12, p. 67-69.

100. Lunn B. The wear resistance of tin bronzes and related alloys. // Wear. 1965 ;№ 8. -p. 401-406.

101. Oda Y., Rimura M., Nakajima K. Changes in the structure and composition of automobile big-end bearing materials and their relation to bearing failure. // Wear. 1972 ;V.20, № 2. - p. 159-164.

102. Rolf J. J Inst. Met., 1918, №20, 263p.