автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Разработка и использование литых твердых сплавов на основе комплексно-легированных белых чугунов

На правах рукописи

Дмитриева Наталья Викторовна

Разработка и использование литых твердых сплавов на основе комплексно-легированных белых чугунов

Специальность 05.16.01 «Металловедение и термическая обработка металлов»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Курск - 2000

Работа выполнена в Брянской инженерно-технологической академии на кафедре «Технология конструкционных материалов и ремонт машин»

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор Сильман Григорий Ильич

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Воротников Владимир Яковлевич

кандидат технических наук, доцент Симочкнн Василий Васильевич

Ведущее предприятие - ОАО НИИ «Изотерм» (г. Брянск)

Зашита состоится «2Q » QtKüSpS. 2000 г. в -ÍZ часов на заседании диссертационного совета Д.064.50.01 Курского государственного технического университета по адресу. 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан «-iS» HOSL брл 2000 г.

Учёный секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

С.Ф.

Ш,0

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В настоящее время широкое применение в качестве высокоизносостойкого и инструментального материала «аходят твердые сплавы. Недостатками этих сплавов являются очень высокая стоимость (особенно характерно это дня сплавов, содержащих кобальт и карбиды вольфрама) и пониженная ударная вязкость. В связи с этим твердые сплавы обычно используют лишь для изготовления отдельных мелких элементов инструмента и деталей, работающих в наиболее тяжелых условиях. Поэтому актуальными являются разработка и использование более экономичных сплавов на железной основе. По свойствам они должны соответствовать известным литым твердым сплавам, но отличаться от них большей технологичностью в получении изделий и меньшей стоимостью. Основой для разработки литых твердых сплавов могут служить комплексно-легированные белые чугуны, обладающие высокой твердостью, износостойкостью и повышенными прочностными свойствами. В этих чугунах за счет повышенного содержания углерода и достаточно высокого легирования карбндообразующими элементами количество структурно свободных специальных карбидов может быть доведено до 30...40 %, что соответствует структуре эвтектических и заэвтектических чугунов. Однако в большинстве случаев такие чугуны требуют проведения упрочняющей термической обработки, усложняющей технологический процесс получения деталей. В связи с этим перспективной является разработка самозакаливающихся чу гунов. не требующих проведения упрочняющей термической обработки. Особенности структурообразования и свойств таких сплавов исследованы в настоящее время недостаточно.

Цель работы. Установление возможности использования композиционного упрочнения в высокоуглеродистых легированных белых чугунах и разработка на этой основе литых твердых сплавов.

Автор защищает:

- методику теоретической оценки влияния хрома, ванадия и титана

на струтоурообразование в высокоуглеродистых сплавах.

- построенные разрезы диаграммы состояния системы Ре-С-'П и результаты их анализа;

- расчетную методику определения фазового состава высокоуглеродистых комплексно-легированных Ре-С-сплавов;

- оценку условий, обеспечивающих самозакаливаемость литых твердых сплавов на основе железа;

- оценку возможностей получения сплавов с "П с использованием СВС-процессов;

- установленные корреляционные соотношения между характеристиками химического состава, структуры и свойств сплавов;

- разработанные составы сплавов и технологические процессы их выплавки и получения из них отливок и изделий.

Общая методика исследований. Плавку чугуна в лабораторных условиях проводили в индукционной печи ИСТ-0.06 с основной хромо-магнезитовой футеровкой. В качестве шихтовых материалов использовали передельный чугун, стальной и чугунный лом, электродный бой и ферросплавы (феррохром, ферромарганец, ферротитан. феррованадий, ферросилиций, ферромолибден). Науглероживание проводили электродным боем. Температуру жидкого металла контролировали с помощью платино-платинородиевой термопары погружения. Температура перегрева жидкого металла в печи составляла 1450-1500 °С (в зависимости от состава). В сухих песчано-глинистых формах отливали образцы для испытаний на изнашивание, ударный изгиб и твердость. Образцы для фазового и металлографического анализов изготавливали из литых заготовок и непосредственно из отливок деталей. До нужных размеров и формы образцы доводили с помощью механической обработки шлифованием.

Карбидный анализ проводился путем электрохимического растворения матричных фаз чугуна (мартенсита, аустенита) с последующим химическим и реттеносруктурным анализом выделенного карбидного порошка. Химический состав матрицы определяли двумя методами: химическим анализом электролита и расчетным путем. Рентгенострукгурный анализ карбидного порошка проводили на дифрактометре УРС-50ИМ. Для определения химического состава карбидов и матрицы использовали количественный рентгеноспектральный анализ на установке «Камека».

Изучение общей микроструктуры проводили на микроскопах МИМ-8М и «Неофот-2».

Механические испытания проводили на стандартных разрывных и ударных образцах. Определяли следующие показатели: предел прочности при растяжении ств, твердость ШС, ударную вязкость КС.

Абразивный износ чугунов и сопоставляемого материала (сталь 45 с твердостью НВ 200) определяли трением образцов в литом состоянии по закрепленному абразиву (корундовая шкурка зернистостью №40...80) на установке, разработанной в Брянской инженерно-технологической академии.

В работе использована статистическая обработка экспериментальных данных с применением регрессионного анализа.

Научная новизна работы состоит в получении ряда новых теоретических, экспериментальных и практических результатов в области создания и использования сплавов с заранее заданными свойствами:

- установлена возможность обеспечения в литых высокоутлероди-стых легированных Ре-С-сплавах сочетания достаточно высоких значений прочности, ударной вязкости, твердости и износостойкости за счет формирования композиционной структуры с регулируемым количеством специальных карбидов и самозакаливаемости сплавов в отливках;

- построены и откорректированы отдельные разрезы и фрагменты диаграммы состояния системы Ре-С-Тг,

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

Анализ литературных данных проводился по вопросам, связанным с влиянием различных факторов на структуру, механические свойства и износостойкость белых чугунов и твердых сплавов. Результаты этих исследований наиболее полно представлены в работах Жукова А.А, Силь-мана Г.И., Гарбера М.Е., Цыпина И.И., Тарана Ю.Н., Войнова Б.А., Третьякова В.И., Самсонова Г.В.

Из проведенного анализа следует, что возможно получение литых твердых сплавов, близких по твердости и износостойкости к металлокера-мическим (спекаемым) твердым сплавам.

На механические свойства комплексно-легированных белых чугунов сильное влияние оказывает морфология структуры. Наиболее благоприятное сочетание прочности, ударной вязкости, твердости и износостойкости достигается в случае, когда высокотвердые карбиды равномерно распределены в металлической матрице в виде мелких изолированных включений, обеспечивая ее композиционное упрочнение.

Большое влияние на механические свойства и износостойкость чугунов оказывает структура металлической основы (матрицы) сплавов. Основными требованиями, предъявляемыми к металлической матрице чугуна, являются достаточная прочность (чтобы не разрушаться при приложении нагрузок) и вязкость (чтобы препятствовать выкрашиванию карбидов). Наиболее благоприятной структурой матрицы белых чугунов является мартенситно-аустснитная, т.к. мартенсит обладает достаточной прочностью и хорошим сопротивлением износу, а аустенит как вязкая составляющая препятствует выкрашиванию карбидов.

Наиболее высокими механическими свойствами и износостойкостью обладают износостойкие белые чугуны с карбидами УС, ТЮ, причем эвтектическая структура с этими карбидами имеет композиционный характер. Однако высокое легирование сплавов ванадием является экономически нецелесообразным в силу высокой себестоимости получаемых сплавов. Титан по экономическим соображениям более предпочтителен, но его использование обычно ограничено небольшими количествами из-за больших технологических трудностей, связанных с его высокой химической активностью.

Выскоизносостойкими сплавами являются белые чугуны, легированные комплексами V + Сг + Мп, V + Сг + №, V + Сг + N1 + Мо. В их структуре обычно присутствуют два вида эвтектик - двойная А + МС и тройная А + МС + М7С3 (где А - аустенит, МС и М7С3 - комплексные карбиды). При достаточно большом количестве карбидов в структуре и высокотвердой матрице эти сплавы приобретают очень высокую твердость (до Ш1С 70), соответствующую твердости некоторых литых а металлокера-мических твердых сплавов.

Цель работы и анализ состояния вопроса определили следующие основные задачи исследования:

1) определение возможности получения литых сплавов с высокой твердостью (ЖС 64 и выше);

2) оценка условий структурообразования, обеспечивающих формирование композиционной структуры сплавов;

3) оценка возможности получения сплавов с титаном с использованием СВС-процессов;

4) определение механических свойств и износостойкости литых твердых сплавов;

5) разработка рациональных составов сплавов, технологических процессов их получения и изготовления из них литых деталей;

6) оценка технико-экономической эффективности использования предложенных сплавов.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТАВОВ ЛИТЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И СПОСОБОВ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

Необходимые свойства литых твердых сплавов могут быть обеспечены за счет сочетания в их структуре высокотвердых карбидных фаз (МС, М-С3) и мартенситно-аустешшюй матрицы. Для получения литых твердых сплавов в качестве таких карбидных фаз использованы карбиды ванадия, титана и хрома.

При расчете фазового и химического состава исходили из того, что структура литых твердых сплавов на основе железа может базироваться на нескольких сочетаниях высокотвердых фаз:

- карбиды типа МС (желательно УС или 'ПС) и мартенситно-аустенитная матрица (~75 %М + 25 %А);

- карбиды типа М7С3 и матрица с -70 %М и -30 %А;

- карбиды типа МС и М7СЭ и матрица с 70-75 %М и 30-25 %А.

Расчет фазового состава литых твердых сплавов проведен с использованием второго правила Курнакова, исходя из свойств фаз и установленного ограничения по твердости литых сплавов:

Нспл. ¿950 НУ (1)

где Нспл. ~ значение твердости сплава.

Из всех рассмотренных сочетаний фаз к практической реализации приняты пять (табл. 1).

В основу методики определения химических составов положено использование диаграмм состояния соответствующих многокомпонентных систем (Ре-С-У, Ре-С-Сг и Ре-С-Сг-V). Например, для расчета составов и структуры сплавов по вариантам 4 и 5 использованы фрагменты диаграммы Ёе-С-Сг-У, а также известные данные по фазовому составу тройной эвтектики в сплавах этой системы и химический состав фаз (усредненный). Химический состав сплавов по этим вариантам был рассчитан, исходя из условий нормировки:

%эспл/ш = %эмс-вмс +%ЭЩС1 +%эг-вг, (2)

где %ЭСпл, %ЭМС, %ЭМ с и %ЭУ - содержания рассматриваемого элемента (С, V к Сг) в сплаве, карбидных фазах и аустените, % мае.; Вмс, В М Сз и

Вг- процентное содержание соответствующих фаз в сплаве.

Основные результаты расчетов сплавов по пяти вариантам представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты теоретических расчетов__

№ варианта Виды карбидов Количество карбидов, % Химический состав, % Твердость HV

С V Сг

1 МС 13 3,2-3,5 9,0-9,5 - 950

2 М7Сз 28 3,1-3,3 - 12-14 950

3 М-,Сз 49 4,5-4,7 - 18-20 1140

4 МС 8,7 3,0-3,2 9-10 9-10 950

М7С3 8,7

5 МС 15 4,5-4,7 13,5-15 10-12 1140

М7С3 15

Оценка рационального комплексного легирования сплавов с целью обеспечения их необходимой прокаливаемое™ проведена по методике J1.Г. Серпик. Для сплавов типа хромованадиевых белых чугунов использована зависимость:

dr.P. = <W(0,59 - 0,011 -%К), (3)

где dKp - критический диаметр прокаливаемости цилиндрической отливки; <1Кр.(м) - критический диаметр по химическому составу матрицы; %К - общее количество карбидов в структуре сплава.

Параметр прокаливаемости П с химическим составом матрицы связан зависимостью:

П = С-Кл, мм; ' (4)

Ка= 2[1 + (Si2 + Al2) + IMn1 + 10(Cr2 + V2) + 50Mo2 +

+ 0,5(5/ + Al)Mn + 3 (Si + Al)Cr + MnMo + 10 CrV\, (5) где Kji - коэффициент влияния легирующих элементов на прокаливае-мость стальной матрицы; С, Сг, Si, Al, Mn, Mo - содержание в матрице соответствующих химических элементов, % мае.

Структура литого твердого сплава может быть обеспечена путем легирования чугуна титаном и хромом. Это становится возможным при использовании СВС-метода. Теоретически исследована и экспериментально подтверждена возможность протекания СВС-реакций в отливках, объемно или поверхностно армированных СВС-вставками. Выбор хими-

ческого состава СВС-смесей и анализ протекающих в литейной форме СВС-реакций и процессов структурообразования проведены по комплексной методике. При этом исходили из известных данных по двойным (Ре-Тл и ТьС) и тройной (Ре-С-ТО системам, являющихся базовыми при опреде-ленип оптимальных составов СВС-смссей и основного металла. По рассчитанным СВС-реакциям определены суммарный тепловой эффект и изменение температуры в зоне СВС-вставок и в прилегающих зонах.

Термодинамический анализ, расчеты и графические построения проведены по методике Г.И.Сильмана. Применительно к системе Ре-С-Тл расчет термодинамической активности углерода в двухфазных сплавах проводился по уравнению:

= (6)

ас

где аст' и ас - термодинамические активности углерода соответственно в легированном и нелегированном двухфазных сплавах; Мл - содержание титана в сплаве в ат.долях; Д/' - коэффициент влияния титана на термодинамическую активность углерода в двухфазном сплаве; этот коэффициент рассчитывался по уравнению:

{Кг, - 0 + (^ссс*. ~ А'л ' Л'с,с« ] , (7)

/?сЛ=-

(Кп - !)• А> + (А^.,, - Кп ■ ХС1СР) }

где Кт, - коэффициент равновесного распределения титана между высоко-и низкоуглеродистой фазами сплава; Кс<ср> ' и Л^си " - средние равновесные содержания углерода в низко- и высокоуглеродистой фазах двухфазного сплава в ат.долях.

Расчет вершин конодных треугольников проведен по уравнению:

дг ' _ Ч»с.'!>Ча°_) (8)

Рс1 ~~ Рсг

где Мт' - содержание титана, соответствующее рассматриваемой вершине треугольника: аС/Ь » яс/' - термодинамические активности углерода в смежных двухфазных областях, соответствующих пересекающимся коно-дам; и Д/' - коэффициенты влияния в тех же двухфазных областях применительно к точке пересечения конод.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЛИТЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

Экспериментально исследованы микроструктура и фазовый состав 9-ти сплавов, химические составы которых приведены в табл.2. С использованием результатов этих исследований разработаны требования к структуре сплавов с целью обеспечения их композиционного упрочнения.

Таблица 2

Химические составы исследуемых сплавов_

Спл. Содержание элементов, мас.%

С Мп Сг V Си Мо РЗМ А1

1 3,47 1,12 3,42 9,85 7,12 1,68 0,51 0,04 0,34

2 3,61 0,93 2,88 10,74 8,47 2,15 0,49 0,04 0,19

3 3,80 104 2,91 11,50 10,02 1,77 1,16 0,02 0,16

4 3,96 0,70 1,84 12,73 10,85 1,52 2,27 0,01 0,23

5 4,21 1,83 1,96 14,40 11,03 0,78 3,12 0,03 0,08

6 3,18 0,64 4,85 18,10 5,93 3,22 3,80 0,003 0,52

7 4,37 2,33 1,19 8,26 14,20 0,47 0,24 0,06 0,02

8 3,26 1,08 3,81 16,50 6,90 1,08 0,33 - -

9 3,70 1,50 2,50 7,80 6,70 - - - 0.10

Откорректирована и использована расчетная методика определения фазового состава комплексно-легированных сплавов, основанная на использовании в качестве исходных параметров экспериментальных данных рентгеноструктурного, рентгеноспектрального и карбидного анализов нескольких сплавов. Эга методика позволяет по химическому составу литого сплава рассчитывать количества содержащихся в его структуре аусте-ннта, карбида МС и карбида М7С3. С ее использованием проведена количественная оценка фазового состава всех исследованных сплавов.

Степень аустенитизации структуры матрицы рассчитана с использованием параметра аустенитизации ПА. Для высокоуглеродистых комплексно-легированных сплавов использована откорректированная зависимость Сильмана Г.И., учитывающая содержание в сплаве легирующих элементов, в значительной степени растворяющихся в аустените:

ПА = Мп + 0,5(0 + А/о + Си) - 0,5(81 +А1), % мае.; (9) В'А = ехр(К-ПА), % мае. (10)

и проверена экспериментально на 2-х сплавах (№ 5 и 8).

Количество каждой карбидной фазы рассчитано, исходя из экспериментально определенных химических составов этих фаз, состава аусте-нита и среднего состава сплава.

Дополнительное комплексное легирование и модифицирование сплавов (медью, молибденом и микродобавками) приводит к существенному измельчению структуры, способствует формированию двух видов эвтектик (двойной А + МС и тройной А + МС + М,Сз) с мартенситной или мартенситно-аустенитной матрицей и избыточных (первичных) карбидов

МС, появлению в структуре мелких включений медистой фазы, которая совместно с аустенитом обеспечивает снижение внутренних напряжений, что приводит к улучшению механических свойств сплавов, в частности, к повышению ударной вязкости и прочности.

Экспериментально исследованы механические свойства (твердость НИС, предел прочности при растяжении ств и ударная вязкость КС) сплавов. Статистическая обработка полученных данных позволила выявить корреляционные зависимости свойств от факторов химического и фазового составов.

Установлено наличие хорошей корреляционной связи между характеристиками механических свойств и степенью аустенитизации структуры (рис.1,а,б,в). Все эти зависимости имеют экстремальный характер с наличием максимумов в интервале 20-30 % аустенита. Так зависимость твер-достп от степени аустенитизации сплавов (рис.1,а) имеет максимум при НИС 65-66 и ВА = 20-25 %. Хорошая корреляция в данном случае объясняется двумя основными факторами: 1) сравнительно узким интервалом варьирования структурой сплавов по количеству карбидов (20-25%); 2) хорошей корреляцией между количеством аустенита н содержанием других матричных составляющих (мартенсита и троостита) в структуре сплавов.

Как и для твердости сплавов, график зависимости предела прочности от степени аустенитизации имеет максимум при 20-25 %А (рис. 1 ,б). Такой харакгер зависимости обусловлен, по-вндимому, тем. что из матричных составляющих наиболее высокими прочностными свойствами обладает мартенсит, и чем больше его количество в структуре сплава, тем выше прочностные свойства (в наибольшей степени проявляется мартен-ситный механизм упрочнения). Однако при больших внутренних напряжениях (в сплавах после закалки без отпуска) прочностные свойства могут быть существенно ниже.

На рис.1,в показано влияние степени аустенитизации структуры сплавов на их ударную вязкость. Видно, что в основном значения ударной вязкости находятся в сравнительно узких пределах 3-4 Дж/'см*. Наиболее высокие значения ударной вязкости соответствуют мартенситно-аустенитной структуре матрицы при 15-30 % аустенита. Такой характер зависимости для ударной вязкости объясняется тем. что при аустенитной матрице особенно сильно проявляется отрицательное влияние сетки тройной эвтектики как концентратора напряжений.

Установлено неоднозначное влияние карбидных фаз МС и М-С3 на механические свойства сплавов. Оценка влияния этих карбидов показала, что они увеличивают твердость сплавов, но несколько снижают предел прочности и ударную вязкость.

■>0

в?5

Г 1

и

ж

-0 и

л

й. 60

ь/ь

к

о—-

1

/

/- ■ Ч.

г

30 40 60 60

Количество аустенита, % мае.

а)

Содержание марганца, %

а)

10 20 30 *0 ВО 65 70

Количество аустенита, % 6}

Содержание марганца, %

5)

Г'

Х-3-5

§ 3 *

Р",

2 2.5 1 >

I"

1

■

*

■ «

\

\

0 10 го 30 40 50 60 70 Количество а>стенитз,% 6)

1 15 г 25 3 35 4 45 5 Содержат» марганца, %

В)

Количество аустенита, %

г)

Рис.1. Влияние степени аусте-нитизации структуры на механические свойства (а,б,в) и износостойкость (г) сплавов

Содержание марганца, %

V

Рис. 2. Влияние содержания марганца на механические свойства (а,б,в) и износостойкость (г) сплавов

ю

Единую зависимость износостойкости от степени аустеннтизации с высокой корреляционной связью получить не удалось. Поэтому пришлось разделить все сплавы на две подгруппы: 1 - сплавы с мартенситно-трооститно-аустенитяой структурой (до 25 %А); 2 - сплавы с преимущественно мартенотгно-аустенитной или аустенитной структурой (более 20 %А). Несколько сплавов с 21-25 %А (сплавы 3. 4 и 5) включены в обе подгруппы в виде границы раздела этих подгрупп (рис.1,г). Обе зависимости пересекаются в интервале граничных значений степени аустенитизации (21-25 %), которые и определяют наиболее высокую износостойкость литых нетермообработанных сплавов.

Абразивная износостойкость белых чугуноз и твердых сплавов хорошо коррелирует с их твердостью, она достигает максимальных значений при НЯС 67-70 и в этом интервале значений твердости практически не меняется.

Износостойкость сплавов в значительной мере зависит от структуры металлической основы сплавов. Самозакаливающиеся сплавы имеют максимальную износостойкость при мартенснтно-аустенитной матрице с 20-25 %А. Для термообрабатываемых сплавов наиболее высокая износостойкость достигается при мартенситной структуре с минимальным количеством аустенита (до 5 %). Очень сильно повышают износостойкость карбиды, особенно МС.

Установлено наличие хорошей корреляционной связи между характеристиками механических свойств и содержанием марганца (рис.2,аДв) С увеличением сечения отливки график зависимости твердости (рис.2,а; 1в отливках 12x12 мм; 2 - в отливках 40x40 мм) смещается в сторон}' большего содержания марганца. При этом максимум твердости снижается, что связано с увеличением содержания в структуре сплавов немартенсит-ных матричных составляющих.

Максимальные значения прочности (ав = 550-560 МПа) обеспечиваются в литых сплавах при содержании 2-3 %Мп. Наиболее высокие значения ударной вязкости в литых сплавах, близкие к 4 Дж/см2, обеспечиваются при содержании 2-4 %Мп.

Макагмалъно высоким значениям износостойкости {Кщн. > 12) соответствует содержание марганца 1,8-2,6 %, причем содержание хрома в этих сплавах составляет 10-15 %, а параметр аустенитизации ПА около 10%.

С использованием корреляционных зависимостей проведена оптимизация составов сплавов по износостойкости и комплекс} механических свойств, которая дала следующие результаты:

- химический состав: 3,6-4,0 %С: 0.8-1,0 "/оЯг. 2,0-2.5 %Мп; 12-14 %Сг; 7-8 %У; 1,5-2.0 %Си: 1-2 %Мо;

- фазовый состав: 9-12 % МС; 16-18 % М;С3) 20-25 %А; до 1 % медистой фазы; остальное мартенсит;

- основные свойства: ШС 65-67; сгв = 540-560 МПа; КС = 3,4-3,6 Дж/см2; Ки = Ю-12.

В сплавах, подвергаемых термической обработке, целесообразно иметь пониженное содержание марганца (1,5-2 %), хрома (7,5-10 %) и молибдена (до 1 %).

Разработаны технологические процессы получения из новых сплавов изделий с использованием точных методов литья (по выплавляемым моделям, в оболочковые формы) с единственной операцией механической обработки - шлифованием рабочих поверхностей. Эти методы обеспечивают достаточно высокую чистоту поверхности и соблюдение в отливке необходимых размеров.

Изделия из термообрабатываемых сплавов подвергаются «мягкой» закалке (в масле или на воздухе) и низкотемпературному отпуску для снятия внутренних напряжений. Поверхностная твердость готовых изделий составляет НЯС 64-68.

Для получения изделий из сплавов с титаном разработан способ, основанный на использовании СВС-процесса и метода точного литья по газифицируемым моделям, который обеспечивает получение высокотвердой (ГО.С 64-67) и износостойкой поверхности изделий с толщиной поверхностного слоя 5-8 мм. При этом способе СВС-вставки монтируются в пенополистироловой модели.

Разработанные технологические процессы получения точнолшых изделий использованы в мелкосерийном производстве режущих элементов (ножей), применяемых при изготовлении на ООО «Инструмент» (г.Брянск) фрез для обработки древесины (взамен ножей из сплавов ВК и ТК). Экономический эффект от использования этих ножей составил ~ 400 руб. на 1 кг изделий.

На Брянском АО «Термотрон» организовано производство точно-литых дробеметных лопаток из литых твердых сплавов взамен ранее изготавливавшихся и использовавшихся стальных лопаток. Срок службы лопаток возрос до 170-180 часов, что обеспечило получение годового экономического эффекта в размере 204 940 руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе сочетаются теоретические и экспериментальные методы исследования. Освоен и использован метод термодинамического анализа сплавов. Рассчитаны и построены некоторые разрезы и фрагменты диаграммы состояния сплавов Ре-С-И По результатам анализа проведена оценка структурообразования в сплавах с титаном.

Откорректирована и использована расчетная методика определения фазового состава комплексно-легированных сплавов, основанная на использовании в качестве исходных параметров экспериментальных данных рентгенострукгурного, рентгеноспекгрального и карбидного анализов нескольких сплавов. По этой методике проведена количественная оценка фазового состава всех исследованных сплавов.

2. Показана возможность получения сравнительно дешевых литых твердых сплавов, близких по твердости и износостойкости к металлокерамическим твердым сплавам. Структура таких сплавов должна состоять из мартенситно-аустенитной матрицы и высокотвердых

карбидных фаз (МС, М7С3) при их сочетании в виде эвтектик с композиционньщ построением, что обеспечивается за счет комплексного легирования сплавов хромом, ванадием и марганцем. Эти же элементы в сочетании с медью и молибденом обеспечивают высокую прокаливаемость сплавов, доводя ее до уровня самозакаливаемости в отливках.

3. Структура литого твердого сплава может быть обеспечена путем легирования чугуна титаном и хромом. Теоретически исследована и экспериментально подтверждена возможность протекания СВС-реакций в отливках, объемно или поверхностно армированных СВС-вставками. В качестве основного активного компонента смесей для СВС-вставок использован титан, так как он обеспечивает высокую степень экзотермичносга реакций с образованием их продуктов, обеспечивающих высокую твердость и износостойкость сплавов. В зависимости от содержания титана и графита в материале вставки можно обеспечить формирование двух видов эвтектик: феррит + ПС и аусгенит + ТЮ.

4. Для литых самозакаливающихся сплавов установлено наличие хорошей корреляционной связи между содержаниями различных структурных составляющих матрицы (аустенита, мартенсита, троостита), что позволило проводить оценку структуры и свойств сплавов по степени аустаттизании Максимальное количество мартенсита обеспечивается при степени аустенити.защш 20-30 %. При меньшем количестве аустенита в структуре появляется троостит, при большем количестве происходит замена мартенсита аустенитом.

5. Экспериментально исследованы механические свойства (твердость, предел прочности, ударная вязкость) 9 сплавов и выявлены корреляционные зависимости свойств от факторов фазового и химического составов. Установлено наличие хорошей корреляционной связи между характеристиками механических свойств и степенью аустенитизации структуры. Зависимости имеют экстремальный характер с максимумами в интервале 20-30 % аустенита. Такой характер зависимости для ударной вязкости объясняется тем, что при аустенитной матрице особенно сильно проявляется отрицательное влияние сетки тройной эвтектики как концентратора напряжений. С использованием многофакторных линейных зависимостей проведена оценка влияния карбидов, показавшая, что карбиды МС и М7С3 увеличивают твердость сплавов, но несколько снижают предел прочности и ударную вязкость. Последнее объясняется влиянием тройной эвтектики и заэвтектических карбидов.

6. Абразивная износостойкость белых чугунов и твердых сплавов хорошо коррелирует с их твердостью, износостойкость сталей при такой же твердости существенно ниже. Абразивная износостойкость литых твердых сплавов достигает максимальных значений при твердости ГОС 67-70 и в этом интервале значений твердости практически не меняется. Это соответствует износостойкости сплава ВК 20.

Самозакаливающиеся сплавы имеют максимальную износостой-

Основное содержание диссертации отражено в следующих работах:

1. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В. Литые твердые сплавы с самозакаливающейся матрицей И Тез.докл. научно-технич.конф. «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику». - Брянск: Изд-во БГИТА, 1996. -С.45-46.

2. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В. Заэвтектический легированный белый чугун как композиционно упрочненный литой твердый сплав // Тез.докл. областной научно-технич.конф. «Материаловедчсские проблемы в машиностроении». - Брянск: Изд-во БГИТА, 1997. - С.10-11.

3. Использование особых структурных эффектов при разработке новых износостойких и антифрикционных чугунов / Сильман Г.И.. Жаворонков Ю.В., Дмитриева Н.В., Камынин В.В. //Межвуз.сб.научных трудов «Управление строением отливок и слитков». - Н.Новгород: Изд-во НГТУ, 1998. -С.28-31.

4. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В. Диаграмма Бе-С-П и твердые сплавы на ее основе // Межвуз. сб. научных трудов «Материаловедческие проблемы в машиностроении». - Брянск: Изд-во БГИТА, 1998. - С.30-33.

5. Сильман Г.И.. Дмитриева Н.В. Разработка и исследование литых твердых сплавов // Тез.докл. т'чно-технич.конф. «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику». - Брянск: Изд-во БГИТА, 1999. -С. 18-19.

6. Сильман Г.И.. Дмитриева Н.В. Влияние фазового состава на твердость легированных белых чугунов // Межвуз.сб.научн.трудов «Материаловедение и производство». - Брянск: Изд-во БГИТА, 2000. - С. 110114.

7. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В., Камынин В.В. Высокоизносостойкие сплавы для точнолитых деталей // Межвуз.сб.научных трудов «Материаловедение и высокотемпературные технологии». - Н.Новгород: Изд-во НГТУ, 2000. - С.72-74.

8. Дмитриева Н.В. Разработка и использование литых твердых сплавов на основе комплексно-легированных белых чугунов II Тез.докл.научно-технич.конф. «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику». - Брянск: Изд-во БГИТА, 2000. - С.5-6.

9. Литые твердые сплавы на основе комплексно-легированных белых чугунов / Сильман Г.И.. Дмитриева Н.В.; Брянская госуд. инж,-технолог. академия. - Брянск, 2000. - 20 е.: ил.7. - Библиогр.: 13 назв. -Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.06.2000г., № 1728-ВОО.

10. Литой твердый сплав / Г.И.Сильман, Л.Г.Серпик, Н.В. Дмитриева, С.С.Грядунов. Патент РФ № 2147044. - БИ, 2000, №9.

11. Получение многослойных отливок с использованием СВС-сме-сей/Сильман Г.И., Жаворонков Ю.В., Серпик Л.Г., Дмитриева Н.В. // Сб.информ. материалов межд. научно-технич.конф.«Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века». - Брянск: Изд-во БПИТА, 2000. - С. 9596.

12. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В., Грядунов С.С. Особенности литых твердых сплавов и их применения // Сб.информ.материалов межд. научно-технич.конф. «Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века». - Брянск: Изд-во БГИТА, 2000. - С. 102-103.

Подписано к печати УК Н- ЯссС>( .Формат 60x84 1/16 Печатных листов 1,1 Тираж 100 экз. Заказ ^УЗ-С

Брянская государственная инженерно-технологическая академия, 241037, г.Брянск, пр. Станке Димитрова, 3

ВВЕДЕНИЕ

1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА (ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР)

1.1.Особенности литых и металлокерамических (спекаемых) твердых сплавов. Классификация

1.2. Металлокерамические твердые сплавы

1.3. Литые твердые сплавы типа стеллитов

1.4. Литые твердые сплавы на основе железа

1.5. Особенности абразивного изнашивания литых твердых сплавов и белых чугунов

1.6. Краткие выводы и задачи исследования

2. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СОСТАВОВ ЛИТЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И СПОСОБОВ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ

2.1. Выбор высокотвердых фаз

2.2. Обоснование рационального сочетания фаз в структуре литых твердых сплавов на основе железа

2.3. Оценка рациональных химических составов и структура сплавов Бе-С-У и Бе-С-Сг

2.4. Анализ системы Бе-С-Сг-У и оценка состава комплексных сплавов

2.5. Оценка условий, обеспечивающих самозакаливаемость литых сплавов

2.6. Оценка возможности использования сплавов с титаном и СВС-процессов. Расчет теплового эффекта

2.7. Краткие выводы

3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1. Объем и характер работ

3.2. Методика проведения плавки, применяемые материалы, изготовление образцов

3.3. Термическая обработка

3.4. Химический и карбидный анализ

3.5. Рентгеноспектральный анализ

3.6. Рентгеноструктурный анализ

3.7. Металлографический анализ

3.8. Механические испытания

3.9. Абразивное изнашивание 89 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И

СВОЙСТВ ЛИТЫХ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ И ВОЗМОЖНОСТЕЙ

ИХ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

4.1. Особенности микроструктуры и фазового состава сплавов 94 . 4.2. Влияние химического состава и структуры на механические свойства сплавов

4.2.1. Твердость ШС

4.2.2. Предел прочности ств

4.2.3. Ударная вязкость КС

4.3. Износостойкость сплавов

4.4. Оптимизация химического и фазового составов сплавов

4.5. Получение и применение литых твердых сплавов

Актуальность проблемы. В настоящее время широкое применение в качестве высокоизносостойкого и инструментального материала находят твердые сплавы. Недостатками этих сплавов являются очень высокая стоимость (особенно характерно это для сплавов, содержащих кобальт и карбиды вольфрама) и пониженная ударная вязкость. В связи с этим твердые сплавы обычно используют лишь для изготовления отдельных мелких элементов инструмента и деталей, работающих в наиболее тяжелых условиях. Поэтому актуальными являются разработка и использование более экономичных сплавов на железной основе. По свойствам они должны соответствовать известным литым твердым сплавам, но отличаться от них большей технологичностью в получении изделий и меньшей стоимостью. Основой для разработки литых твердых сплавов могут служить комплексно-легированные белые чугуны, обладающие высокой твердостью, износостойкостью и повышенными прочностными свойствами [1,2]. В этих чугунах за счет повышенного содержания углерода и достаточно высокого легирования карбидообразующими элементами количество структурно свободных специальных карбидов может быть доведено до 30.40 %, что соответствует структуре эвтектических и заэвтектических чугунов. Однако в большинстве случаев такие чугуны требуют проведения упрочняющей термической обработки, усложняющей технологический процесс получения деталей. В связи с этим перспективной является разработка самозакаливающихся чугунов, не требующих проведения упрочняющей термической обработки. Особенности структурообразования и свойств таких сплавов исследованы в настоящее время недостаточно.

Цель работы. Установление возможности использования композиционного упрочнения в высокоуглеродистых легированных белых чугунах и разработка на этой основе литых твердых сплавов.

Задачи исследования.

-определение возможности получения литых сплавов с высокой твердостью (ЬГОС 64 и выше);

- оценка условий структурообразования, обеспечивающих формирование композиционной структуры сплавов;

-оценка возможности получения сплавов с титаном с использованием СВС-процессов;

-определение механических свойств и износостойкости литых твердых сплавов;

-разработка рациональных составов сплавов, технологических процессов их получения и изготовления из них литых деталей;

- оценка технико-экономической эффективности использования предложенных сплавов.

Автор защищает:

-методику теоретической оценки влияния хрома, ванадия и титана на структурообразование в высокоуглеродистых сплавах;

- построенные разрезы диаграммы состояния сплавов системы Бе-С-Тл и результаты их анализа;

- расчетную методику определения фазового состава высокоуглеродистых комплексно-легированных Бе-С-сплавов;

-оценку условий, обеспечивающих самозакаливаемость литых твердых сплавов на основе железа;

- оценку возможностей получения сплавов с Тл с использованием СВС-процессов;

- установленные корреляционные соотношения между характеристиками химического состава, структуры и свойств сплавов;

- разработанные составы сплавов и технологические процессы их выплавки и получения из них отливок и изделий.

Научная новизна работы состоит в получении ряда новых теоретических, экспериментальных и практических результатов в области создания и использования сплавов с заранее заданными свойствами:

- установлена возможность обеспечения в литых высокоуглеродистых легированных Бе-С-сплавах сочетания достаточно высоких значений прочности, ударной вязкости, твердости и износостойкости за счет формирования композиционной структуры с регулируемым количеством специальных карбидов и самозакаливаемости сплавов в отливках;

- построены и откорректированы отдельные разрезы и фрагменты диаграммы состояния системы Бе-С-Тл;

-разработана расчетная методика определения фазового и химического составов сплавов, основанная на использовании в качестве исходных данных результатов фазового анализа нескольких сплавов и фрагментов диаграмм состояния систем Бе-С-Сг, Ее-С-У, Бе-С-И, Ре-С-Сг-У;

- установлено влияние комплексного легирования на структуру и свойства высокоуглеродистых белых чугунов;

- определены необходимые характеристики структуры (виды и количество карбидных фаз) сплавов;

- разработаны составы литых твердых сплавов на основе железа и способы их получения.

Практическая значимость и реализация результатов:

- разработаны конкретные составы сплавов, предназначаемых для изготовления изнашиваемых деталей и некоторых видов инструмента, технологические процессы получения сплавов и их использования в изделиях;

-разработанные литые твердые сплавы использованы в технологическом процессе изготовления фрез для обработки древесины на ООО «Инструмент» и в производстве точнолитых дробеметных лопаток на АО «Термотрон» (г.Брянск). 7

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-технической конференции «Управление строением отливок и слитков» (Н.Новгород, 1998), областной научно-технической конференции «Материаловедческие проблемы в машиностроении» (Брянск, 1997, 1998), на международной научно-технической конференции «Перспективы развития лесного и строительного комплексов, подготовки инженерных и научных кадров на пороге XXI века» (Брянск, 2000), на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава Брянской государственной инженерно-технологической академии (Брянск, 1996, 1999, 2000).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 11 работ и получен патент РФ на изобретение.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, общих выводов, списка использованной литературы из 113 наименований и приложения; она содержит 159 страниц текста, 44 рисунка и 27 таблиц.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В работе сочетаются теоретические и экспериментальные методы исследования. Освоен и использован метод термодинамического анализа сплавов. Рассчитаны и построены некоторые разрезы и фрагменты диаграммы состояния сплавов Бе-С-Ть По результатам анализа проведена оценка структурообразования в сплавах с титаном.

Откорректирована и использована расчетная методика определения фазового состава комплексно-легированных сплавов, основанная на использовании в качестве исходных параметров экспериментальных данных рентгеноструктурного, рентгеноспектрального и карбидного анализов нескольких сплавов. По этой методике проведена количественная оценка фазового состава всех исследованных сплавов,

2. Показана возможность получения сравнительно дешевых литых твердых сплавов, близких по твердости и износостойкости к металлокерамическим твердым сплавам. Структура таких сплавов должна состоять из мартенситно-аустенитной матрицы и высокотвердых карбидных фаз (МС, М7С3) при их сочетании в виде эвтектик с композиционным построением, что обеспечивается за счет комплексного легирования сплавов хромом, ванадием и марганцем. Эти же элементы в сочетании с медью и молибденом обеспечивают высокую прокаливае-мость сплавов, доводя ее до уровня самозакаливаемости в отливках.

3. Структура литого твердого сплава может быть обеспечена путем легирования чугуна титаном и хромом. Теоретически исследована и экспериментально подтверждена возможность протекания СВС-реакций в отливках, объемно или поверхностно армированных СВС-вставками. В качестве основного активного компонента смесей для СВС-ветавок использован титан, так как он обеспечивает высокую степень экзотермичности реакций с образованием их продуктов, обеспечивающих высокую твердость и износостойкость сплавов. В зависимости от содержания титана и графита в материале вставки можно обеспечить формирование двух видов эвтектик: феррит + ТЮ и аустенит + ТЮ.

4. Для литых самозакаливающихся сплавов установлено наличие хорошей корреляционной связи между содержаниями различных структурных составляющих матрицы (аустенита, мартенсита, троостита), что позволило проводить оценку структуры и свойств сплавов по степени аустенитизации. Максимальное количество мартенсита обеспечивается при степени аустенитизации 20-30 %. При меньшем количестве аустенита в структуре появляется троостит, при большем количестве происходит замена мартенсита аустенитом.

5. Экспериментально исследованы механические свойства (твердость, предел прочности, ударная вязкость) 9 сплавов и выявлены корреляционные зависимости свойств от факторов фазового и химического составов. Установлено наличие хорошей корреляционной связи между характеристиками механических свойств и степенью аустенитизации структуры. Зависимости имеют экстремальный характер с максимумами в интервале 20-30 % аустенита. Такой характер зависимости для ударной вязкости объясняется тем, что при аустенитной матрице особенно сильно проявляется отрицательное влияние сетки тройной эвтектики как концентратора напряжений. С использованием многофакторных линейных зависимостей проведена оценка влияния карбидов, показавшая, что карбиды МС и М7С3 увеличивают твердость сплавов, но несколько снижают предел прочности и ударную вязкость. Последнее объясняется влиянием тройной эвтектики и заэвтектических карбидов.

6. Абразивная износостойкость белых чугунов и твердых сплавов хорошо коррелирует с их твердостью, износостойкость сталей при такой же твердости существенно ниже. Абразивная износостойкость литых твердых сплавов достигает максимальных значений при твердости Ш1С 67-70 и в этом интервале значений твердости практически не меняется. Это соответствует износостойкости сплава ВК 20.

Самозакаливающиеся сплавы имеют максимальную износостойкость при мартенситно-аустенитной матрице с 20-25 % аустенита. Термообрабагываемые сплавы имеют наиболее высокую износостойкость при мартенситной структуре с минимальным количеством аустенита (до 5 %). Очень сильно повышают износостойкость специальные карбиды, особенно МС.

7. По результатам исследований оптимизирован фазовый и химический состав литых твердых сплавов. Для самозакаливающихся литых сплавов рекомендуется следующее сочетание фаз: 9-12 % карбидов МС, 16-18 % карбидов М7С3 (при общем количестве карбидов 25-30 %), 20-25 % аустенита, до 1 % медистой фазы. Этому фазовому составу соответствует химический состав: 3,6-4,0 % С; 0,8-1,0 % Si; 2,0-2,5 % Мп; 12-14 % Сг; 7-8 % V; 1,5-2 % Си; 1-2 % Мо. В сплавах, подвергаемых термической обработке, целесообразно иметь пониженное содержание марганца (1,5-2 %), хрома (7,5-10 %) и молибдена (до 1 %).

8. Разработаны технологические процессы выплавки сплавов и получения из них изделий с использованием точных методов литья (по выплавляемым моделям, в оболочковые формы). Самозакаливающиеся изделия подвергаются низкотемпературному отпуску для снятия напряжений. Изделия из термообрабатываемых сплавов подвергаются «мягкой» закалке (в масле или на воздухе) и низкотемпературному отпуску. Механическая обработка изделий сводится к шлифованию. Поверхностная твердость готовых изделий составляет HRC 64-68.

Для получения изделий из сплавов с титаном разработан способ, основанный на использовании СВС-процесса и метода точного литья по газифицируемым моделям. Способ обеспечивает получение высокотвердой (HRC 64-67) и износостойкой поверхности изделий с толщиной поверхностного слоя 5-8 мм.

9. Разработанный процесс получения точнолитых изделий использован в мелкосерийном производстве режущих элементов (ножей), применяемых при изготовлении на ООО «Инструмент» (г.Брянск) фрез для обработки древесины (взамен

148 ножей из сплавов ВК и ТК). Экономический эффект от использования этих ножей составил ~ 400 руб. на 1 кг изделий.

На Брянском АО «Термотрон» организовано производство точнолитых дро-беметных лопаток из литых термообрабатываемых твердых сплавов взамен ранее изготавливавшихся и использовавшихся стальных лопаток. Срок службы лопаток возрос до 170-180 часов, что обеспечило получение экономического эффекта в размере 204 940 руб.

1. Сильман Г.И. Износостойкие белые и половинчатые чугуны с композиционным упрочнением // Чугун. Справочник. - М.: Металлургия, 1991. -С.414-445.

2. Сильман Г.И. Износостойкий чугун // Патент СССР № 1725757; БИ, 1992,13.

3. Кондратьев Е.Т. Технология конструкционных материалов и материаловедение. 2-е изд., перераб. и доп. - М. - М.: «Колос», 1992. - 320 с.

4. Третьяков В.И. Металлокерамические твердые сплавы. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии, 1957. - 588 с.

5. Раковский B.C., Самсонов Г.В., Ольхов И.И. Основы производства твердых сплавов: Уч. пос. для цветной металлургии. М.: Металлургиздат, 1960. - 231 с.

6. Раковский B.C. Твердые сплавы в машиностроении: Справочное пособие. -М.: Госуд. научно-технич. изд-во машиностроит. лит-ры, 1955. 383 с.

7. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение: Учебник для высших технических учебных заведений. 3-е изд., перераб. и доп. - М.; Машиностроение, 1990. - 528 с.

8. Гуляев А.П. Металловедение: Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп.- М.: Металлургия, 1986. 544 с.

9. Грубе А.Э. Дереворежущие инструменты с пластинками из твердых сплавов: Конструкции и эксплуатация. М.: Гослесбумиздат, 1963. - 147 с.

10. Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны: Структура и свойства. М.: Металлургия, 1983. - 176 с.

11. Röhrig К. Verschleißbeständige weiße Ghrom-Molybdän-Gußeisen (Износостойкие белые хромомолибденовые чугуны) // Реф.журнал. Металлургия.- 1986. № 6. - С.84. - нем.

12. Мирзаев ДА., Мирзаева Н.М., Емелюпган А.Н. Ледебуритные стали для инструментов, обрабатывающих графит // Реф.журнал. Металлургия. 1987. - № 1. - С. 104.

13. Gorockiewicz Ryszard. Wplyw Mo, V i Ti oraz obrobki cieplnej na structure bialych zeliw chromowych // Реф.журнал. Металлургия. 1984. - № 3. - C.97. - пол.; рец.англ.

14. Сильман Г.И., Болховитина H.A. Фазовые и структурные превращения в половинчатых хромокремнистых чугунах//Закономерности формирования структуры сплавов эвтектического типа. Часть 1. Днепропетровск: Изд-во ДметИ, 1986. - С.56-58.

15. Медь в черных металлах / Под ред. Ле Мэя и Л.М. Д.Шетпи: Пер с англ. / Под ред. Банных O.A. - М.: Металлургия, 1988. - 312 с.

16. Кравец К.Ф., Таран Ю.Н., Белай Г.Е., Снаговский В.М., Николаев H.A., Пузырьков-Уваров О.В., Филипенков A.A., Ермолин И.Г., Рямов В.А., Крутиков С.А., Паршин В.А. Чугун // Реф.журнал. Металлургия. 1982. - № 12. - С. 134.

17. Бидаш А.М., Ефименко И.А., Гайдай С.Н. Влияние модифицирования на эвтектическую кристаллизацию белых валковых чугунов//Реф.журнал. Металлургия. 1982. - № 11. - С.99.

18. Сильман Г.И. Чугуны: Рекомендации по выбору вида и марки чугуна для литых деталей машин и оборудования. Брянск: Изд. БГИТА, 1997. — 55 с.

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

20. Бунин К.П., Малиночка Я.Н., Таран Ю.Н. Основы металлографии чугуна. М.: Металлургия, 1969. - 416 с.

21. Цыпин И.И., Канторович В.И., Гольдштейн и др. Технология, Организация и экономика машиностроительного производства // ВНИИМАШ. -1982. -№ 6. С.3-5.

22. Самсонов Г.В., Виницкий И.М.Тугоплавкие соединения (справочник). -М.: Металлургия, 1976. 560 с.

23. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник. В 3-х т. 2-е изд. / Под ред. М.Л.Бернштейна и А.Г.Рахпггадга. М.: Металлургия, 1961. - Т. 1. - 747 с.

24. Жуков A.A., Сильман Г.И., Фрольцов М.С. Износостойкие отливки из комплексно-легированных белых чугунов. -М.: Машиностроение, 1984. 104 с.

25. Войнов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. М.: Машиностроение, 1980. - 120 с.

26. Engineering Properties and Applications of Ni-hard Martensitic White Gast Iron. L.: International Nickel Ltd, 1965. - 36 p.

27. Бунин К.П., Таран Ю.Н. Строение чугуна. М.: Металлургия, 1972.160 с.

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

29. Ni-Hard-Werstoffe Verschleissfester Hartguss // Technik und Betrib. 1969. -Bd.21. -No 3. - S.64-66.

30. Шурин A.K. Диаграммы состав-свойство квазибинарных и квазитройных эвтектических систем с фазами внедрения. В кн.: Диаграммы состояния в материаловедении. - Киев: ИПМ АН УССР, 1980. - С.59-67.

31. Тихонович В.И., Локтионов В.А. Диаграммы состав-износостойкость гетерогенных сплавов. В кн.: Диаграммы состояния в материаловедении. - Киев: ИПМ АН УССР, 1980. - С.67-71.

32. Цыпин И.И., Гарбер М.Е., Михайловская С.С. Новый абразивно-коррозионный белый чугун//Литейное производство. 1978. - № 9. - С.5-9.

33. Китайгора Н.И. Влияние никеля и меди на износостойкость высокохромистых чугунов // Литейное производство. 1974. - № 8. — С.35.

34. Лучкин B.C., Леско А.Г., Черняк В.А. Износостойкий хромомарганцевый чугун с повышенной вязкостью // Литейное производство. 1978. - № 12. - С.28.

35. Поручиков Ю.П., Семенов А.М., Шабанов В.П. Технология изготовления армированных бил молотковых мельниц // Литейное производство. 1979. - № 6. -С.31.

36. Тейх В.А., Ри Хосен X., Захаров А .Я. Влияние технологических факторов на износостойкость деталей дробеметных аппаратов // Литейное производство. -1980. № 9. - С.23-24.

37. Turenne S., Lavalee F., Masounave J./ Matrix microstructure effect on abrasion wear resistange of high-chromium white iron//I. of Materials Scinge. 1989. V.24. -№ 8. - P.3021-3028.

38. Dodd I., Parks I.L. Fastors affecting the production and performance of thichsection high chromium-molubdenum alloy irom castings-Metals Forum. -1974. V.3. - № 1. - P.3-27.

39. Сильман Г.И., Фрольцов M.C., Жуков A.A. Разработка и исследование износостойких комплексно-легированных белых чугунов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1978. - № 3. - С.74-75.

40. Сильман Г.И., Фрольцов М.С. Отливки из износостойких белых чугунов. Обзорная информация. Вып.З. Сер. 15. -М.: ЦНИИТЭстроймаш, 1982. 43 с.

41. Слободинский И.Н., Софрошенко А.Ф. Хромованадиевый чугун для угольных центрифуг // Литейное производство. 1977. - № 9. - С.36.

42. Parent-Simonin S., Arnould I., Schissler I.M. Les fontes blanches an chrome-vanadium // Fonderie. 1978. - V.375. - P.45-53.

43. Сильман Г.И., Тейх В.А. Структура и свойства чугунов с легирующими элементами // Металловедение и термическая обработка металлов. 1969. - № 11.- С.28-31.

44. Снаговский Л.М., Снаговский В.М., Таран Ю.М. Кристаллизация эвтектик на базе карбидов ниобия и титана в железистых сплавах. В кн.: Карбиды и сплавы на их основе. - Киев: Наукова думка, 1976. - С.70-73.

45. Вороненко Б.И. Износостойкие белые чугуны для прокатных валков // Литейное производство. 1993. - № 10. - С.8-11.

46. Воздвиженский Б.М., Кононов В.А. Исследование структуры и свойств хромованадиевого чугуна // Прогрессивные процессы и материалы в литейном производстве. Ярославль: Изд-во Ярославского политехнического института, 1979. - С.59-62.

47. Хрущев М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.- 272 с.

48. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. Кн.1/Под ред. И.В.Крагельского, В.В.Алисина. М.: Машиностроение, 1976. - 271 с.

49. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Мехническое изнашивание сталей и сплавов: Учебник для вузов. М.: Недра, 1996. - 364 с.

50. Крагельский И.В. Трение и износ. М.: Машгиз, 1962. - 384 с.

51. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию. М.: Машиностроение, 1976. - 271 с.

52. Попов B.C., Брыков H.H., Дмитриченко Н.С. Износостойкость прессформ огнеупорного производства. М.: Металлургия, 1971. - 158 с.

53. Использование модифицированного хромистого чугуна для повышения долговечности деталей узлов уплотнения гидромашин/Б.А.Кириевский, В.И.Тихнонович, С.С.Затуловский и др. В кн.: Литые износостойкие материалы.- Киев: Наукова думка, 1969. С.87-101.

54. Тихонович В.И. Модифицирование как фактор повышения износостойкости хромистых чугунов. В кн.: Повышение износостойкости и срока службы машин. - Киев: УкрНИИНТИ, 1970. - вып.У. - С.89-93.

55. Львов П.Н. Основы абразивной износостойкости деталей строительных машин. М.: Стройиздат, 1970. - 72 с.

56. Rusnak Z.//Strojirenstvi. -1974. No 2. -S.97-100.

57. Gurdlach R.B., Parks I.L.//Wear. -1978. V.46. - No 1. - P.97-108.

58. Попов B.C., Брыков H.H., Дмитроченко H.C., Приступа П.Т. Долговечность оборудования огнеупорного производства. М.: Металлургия, 1978.-232 с.

59. Шебатинов М.П., Романов ЛИ., Прохоров И.И., Болдырев Е.В. Исследование условий износостойкости чугуна // Реф.журнал. Металлургия. -1985. -№2.-С.123.

60. Миняйловский К.Н., Мартынова А.И., Пикулина Л.М. Влияние легирования и типа матрицы на абразивную износостойкость ванадиевых чугунов // Изв.вузов. Черная металлургия. 1976. - № 2. - С. 140-142.

61. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В. Литые твердые сплавы с самозакаливающейся матрицей // Материалы научно-технической конференции «Вклад ученых и специалистов в национальную экономику». Брянск, БГИТА, 1996. -С.45-46.

62. Жуков А.А., Сильман Г.И. и др. Карбидосталь и способ ее получения //Авторское свидетельство СССР № 1647039, январь 1991г.

63. Турин С.С. и др. Смесь для поверхностного легирования чугунных изложниц // Авторское свидетельство СССР № 1788651, сентябрь 1991г.

64. Анализ металлургических процессов, протекающих при получении многослойных отливок с использованием СВС-смесей. Отчет по научно-исследовательской работе. Брянск, БГИТА, 1997.

65. Сильман Г.И., Дмитриева Н.В. Диаграмма Ее-С-Тт и твердые сплавы на ее основе//Материаловедческие проблемы в машиностроении. Межвузовский сборник научных трудов. Брянск: Изд-во БГИТА, 1998. - С.30-33.

66. Разработка теоретических и технологических основ получения литых твердых сплавов с самозакаливающейся матрицей. Отчет по научно-исследовательской работе. — Брянск, БГИТА, 1998.

67. Андриевский А.Р., Спивак И.И. Прочность тугоплавких соединений. Справ.изд. Челябинск: Металлургия, 1989. - 368 с.

68. Износостойкие материалы в химическом машиностроении. Справочник / Под ред. д-ра техн. наук Ю.М.Виноградова. Л.: Машиностроение, 1977. - 256 с.

69. Сильман Г.И. Диаграмма состояния сплавов Бе-С-У и ее использование в металловедении сталей и чугунов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1992. -№11.- С.4-8.

70. Сильман Г.И. Уточнение диаграммы Ре-С на основе результатов термодинамического анализа и обобщения данных по системам Ре-С и Ре-С-Сг // Металловедение и термическая обработка металлов. 1997. - № 11. -С.2-7.

71. Сильман Г.И. Синтез легированных Ре-С-сплавов с композиционным упрочнением на основе геометрической термодинамики //Докторская диссертация. -Брянск, 1987.-483 с.

72. Серпик Л.Г. Разработка, исследование и применение износостойких белых чугунов высокой прокаливаемости // Кандидатская диссертация. Брянск, 1991. -238 с.

73. Сильман Г.И., Серпик Л.Г. Прокаливаемость легированных сталей//Проблемы повышения качества промышленной продукции. Сб .трудов III межд. науч.-техн. конф. Брянск, 1998. - С.91-93.

74. Геллер Ю.А., Рахштадг А.Г. Материаловедение. М.: Металлургия, 1983. -384 с.

75. Мержанов А.Г., Боровинская И.П. Самораспросраняющийся высокотемпературный синтез тугоплавких соединений //Докл. АН СССР. 1972. -Т.204. - № 2. - С.336-369.

76. Мержанов А.Г. и др. Новые методы получения высокотемпературных материалов. М.: Наука, 1981. - С.193-206.

77. Жигуц Ю.Ю. Синтез литых твердых сплавов // Литейное производство.1991. -№ 11. С.5.

78. Жуков А.А., Новохацкий В.А. Легирование ваграночного чугуна хромом, ванадием, титаном и молибденом в экзотермических смесях//Литейное производство. 1992. - № 11. - С.7-8.

79. Чулкова А.Д., Беляев С.П., Буйко С.Л. Легирование жаропрочных сталей азотом и ниобием с использованием СВС-лигатуры // Литейное производство.1992.-№11.-С.7-8.

80. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов. Пер с англ. Т.1, 2. -М.: Металлургиздат, 1962. 1488 с.

81. Эллиот Р.П. Структуры двойных сплавов. Справочник. Т.1. Пер. с англ. -М.: Металлургия, 1970. 456 с.

82. Холлек X. Двойные и тройные карбидные и нитридные системы переходных металлов. Справочник. Пер. с нем. М.: Металлургия, 1988. - 319 с.

83. Kaufman L., Nesor Н. Coupled phase diagrams and thermochemical data for transition metal binary systems // Calphad. 1978. -V.2. - № 4. -P.295-318.

84. Murakami I., Kimura H., Nishimura I. Iourn. Jap. Inst. Metals, 1957. - V.21. -№11,- P.669-673.

85. Murakami I., Kimura H., Nishimura I. Iourn. Jap. Inst. Metals, 1957. - V.21. -№ 12. - P.712-716,

86. Murakami I., Kimura H., Nishimura I. Nem. Fac. Eng. Kyoto Vniv., 1957. -V. 19. - № 3. - P.302-324.

87. Самсонов Г.В., Виницкий И.М. Тугоплавкие соединения. Справочник. 2-е издание. М.: Металлургия, 1976. - 560 с.

88. Polonis D.H., Parr I.G. Journ. Metals, 1954. - V.6. - № 10. - P. 1148. Дискурсия по статье в Journ. Metals, 1955. - V.7. - № 5. - P.718.

89. Болгар A.C., Турчанин А.Г., Фесенко B.B. Термодинамические свойства карбидов. Киев: Наукова думка, 1973. - 270 с.

90. Лившиц Б.Г. Физические свойства металлов и сплавов. М.: Машгиз, 1959.-368 с.

91. Свойства элементов. Справочник. В 2-х томах. Т.1. Физические свойства. 2-е изд. М.: Металлургия, 1976. - 600 с.

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

93. Kubasehewski О., Dench W.A. Archiv Metallurg., 1955. - V.3. - № 4. -Р.339.

94. Фрольцов М.С. Карбидный анализ чугуна и стали. Информационный листок Брянского ЦНТИ, 1974, № 232174.

95. Лев И.Е Карбидный анализ чугуна. М. - Харьков: Металлургиздат, 1962. - 180 с.

96. Сильман Г.И., Фоминых И.П. Исследование распределения некоторых элементов между фазами белого чугуна. В кн.: Технология литья, штамповки и термической обработки сплавов. - Тула: Приокское книжное издательство, 1967. -С. 12-19.

97. Горелик С.С., Расторгуев Л.Н., Скаков Ю.А. Ренгенографический и электронномикроскопический анализ. М.: Металлургия, 1970. — 366 с.

98. Исследование и применение сплавов для литого инструмента и быстроизнашиваемых деталей. Отчет по научно-исследовательской работе. -Брянск, БрТИ, 1984.

99. Новые исследования металлов. Сб. № 1. М.: Металлургия, 1972.

100. ГОСТ 1497-84. Металлы. Методы испытания на растяжение.

101. Исследование износостойкости твердых сплавов для волочильного инструмента // Отчет по НИР. Брянск, БТИ, 1974. - 85 с.

102. Сильман Г.И. Разработка методологии создания высокопрочных и высокоизносостойких сплавов с композитной структурой // Повышение качества транспортных и дорожных машин. Межвуз. сборник науч. трудов. Брянск: Изд-во БИТМ, 1994. - С.107-113.

103. Сильман Г.И., Тейх В.А., Фоминых И.П. Влияние никеля и меди на структуру чугуна // Технология машиностроения. Тула: Изд-во ТулПИ, 1971. -С.96-103.

104. Физико-химический фазовый анализ сталей и сплавов / Лашко Н.Ф., Заславская Л.В., Козлова М.Н. и др. М.: Металлургия, 1978. - 336 с.159

105. Печенкина Л.С. Разработка износостойких самозакаливающихся сплавов для тонкостенных точнолитых деталей // Кандидатская диссертация. Курск, 2000. - 195 с.

106. Исследование и применение сплавов для литого инструмента и быстроизнашиваемых деталей/Сильман Г.И., Болховитина H.A., Жаворонков Ю.В., Серпик Л.Г., Трубченко В.П. // Отчет по НИР. Брянск, БТИ, 1984. - 198 с.

107. Григорович В.К. Твердость и микротвердость металлов. М.: Наука, 1976.-230 с.

108. Марочник сталей и сплавов / В.Г.Сорокин, А.В.Волосникова, С.АВяткин и др.; Под общ. ред, В.Г.Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. - 640 с.160