автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Ресурсосберегающая технология литья плит из высокомарганцовистой стали



Ткачев Владимир Михайлович

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ ПЛИТ ИЗ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИ

Специальность 05.16.04 - «Литейное производство»

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

1 7 НОЯ 2011

Челябинск-2011

005002614

Работа выполнена на кафедре «Литейное производство» Южно-Уральского государственного университета.

Научный руководитель

Официальные оппоненты:

кандидат технических наук, доцент Ердаков Иван Николаевич.

доктор технических наук, профессор Вдовин Константин Николаевич ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»;

кандидат технических наук, доцент Сулицин Андрей Владимирович ФГАУ ВПО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина».

Ведущее предприятие

ООО «Спецремзавод» (г. Челябинск).

Защита диссертации состоится 1 декабря 2011 г., в 15— часов, в ауд. 201 (гл. корп.) на заседании диссертационного совета Д 212.298.06 при Южно-Уральском государственном университете.

Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76, ЮУрГУ, ученый совет. Тел. (351) 267-91-23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮУрГУ.

Автореферат разосланДУоктября 2011 года.

Учёный секретарь совета доктор технических наук, профессор

И.А. Щуров

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Ввиду стратегической важности отраслей загото-вительио-перерабатывающего комплекса (ЗПК) в обеспечении экономической безопасности страны, создание предпосылок их устойчивого качественного развития является важной народнохозяйственной задачей. Определяющим фактором эффективности функционирования ЗПК становится ресурсосбережение.

Поэтому при создании новых литейных технологий требуется обязательно учитывать рациональное и оптимальное использование материалов и энергии. Это касается технология изготовления литых плит из высокомарганцовистой стали 110Г13Л (Гадфильда), которые используют в дробильных установках ферросплавного производства, работают в условиях ударно-абразивного износа и имеют короткий срок эксплуатации.

Анализ специальной литературы и результаты предварительных экспериментов в цехе ремонтного литья ЧЭМК показали, что существующие подходы к способу изготовления литых плит из стали 110Г13Л в разовые песчано-глинистые формы требуют использования массивных прибылей, трудоемких манипуляций с литейной формой перед или после заливки для обеспечения заданного угла ее наклона, что увеличивает себестоимость технологии и приводит к низким показателем ТВГ (45...55%).

Поэтому создание прогрессивных технологий литья плит из высокомарганцовистой стали с конструированием оптимальных литниково-питающих систем, обеспечивающих повышение качества литых изделий при существенной экономии материала на литники и прибыли, снижении трудоемкость процесса является актуальной задачей литейного производства.

Цель и задачи исследования. Настоящая диссертационная работа имела целью повысить качество литых плит из высокомарганцовистой стали за счет создания новой конструкции литниково-питающей системы, а также разработать ресурсосберегающую технологию их литья в разовые песчано-глинистые формы. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- провести анализ известных способов литья плит из стали Гадфильда, выявить их недостатки и предложить новый вариант ресурсосберегающего процесса формирования плиты повышенного качества в разовых песчанно-глинистых формах;

- определить методы исследования, разработать модель и создать методику определения дефектности литых плит в условиях действующего литейного производства;

- разработать конструкции литниково-питающих систем (ЛПС) для плит из стали 1 ЮГ 13Л, обеспечивающих показатель технологического выхода годного (ТВГ) более 70%;

- изучить влияние способа заливки стали Гадфильда через разработанные ЛПС на качественные показатели плиты;

- изучить характер затвердевания плиты, изготовленной по разработанной технологии;

- методом планирования эксперимента создать математическую модель и оптимизировать технологические параметры;

- освоить в производстве разработанную ресурсосберегающую технологию.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений, обеспечивающих новые технологические решения в изготовлении литых плит из высокомарганцовистой стали при литье в разовые песчано-глинистые формы. В том числе:

- модель на основании, которой разработана методика оценки дефектности плиты в производственных условиях;

- впервые определено влияние новой конструкции ЛПС на качество изготовления плит из стали 110Г13Л;

- установлен характер затвердевания литой плиты из стали 1 ЮГ 13Л, полученной с использованием разработанной ЛПС;

- теоретически и экспериментально доказана возможность применения разработанной ЛПС в технологии литья высококачественных плит из высокомарганцовистой стали с повышенным ТВГ до 75...85%;

- впервые построена регрессионная модель разработанной технологии.

Практическая ценность работы. На основании проведенных теоретических

и экспериментальных исследований разработана ресурсосберегающая технология изготовления плит из высокомарганцовистой стали при литье в разовые песчано-глинистые формы устойчивая к колебаниям химического состава стали и температуры заливки, и, исключающая дополнительные манипуляции с залитой формой

Использование специальной конструкции ГЛС в сочетании с рациональным местом установки прямой прибыли обеспечивает получение плит из стали Гад-фильда с высоким уровнем физико-механических свойств и увеличенном в 1,5... 1,7 раза ТВГ.

Компьютерная программа расчета параметров ресурсосберегающей технологии позволяет автоматизировать рабочее место технолога.

Внедрение данной технологии в производственный цикл литейных цехов позволит сократить себестоимость изготовления стальных отливок и увеличить срок их эксплуатации.

Реализация работы. Разработанная ресурсосберегающая технология изготовления плит из стали 110Г13Л прошла опытно-промышленное испытание в цехе ремонтного литья ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат» (ЧЭМК) на плитах разного типа-размера и массы, и успешно внедрена в производство с суммарным экономическим эффектом (в ценах 2008 г.) 4,3 млн. руб.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на 8-й Всероссийской научно-практической конференции в Санкт-Петербурге (2010 г.), на XXX Российской школе по проблемам науки и технологиям, посвященной 65-летию Великой Победы, при УрО РАН г.Екатеринбург (2010 г.), на 12-й международной научно-технической конференции в Запорожье «Неметаллические включения и газы в литейных сплавах» (2009 г.) и XIV Международной конференции в Челябинске «Современные проблемы электрометаллургии стали» (2010 г.).

На защиту выносятся следующие положения:

- модель и методика оценки дефектности плит в производственных условиях;

- конструкция ЛПС, обеспечивающая повышение качество изготавливаемых плит и экономию металла на литники и прибыли;

- экспериментальные результаты влияния параметров разработанной ЛПС на дефектность плит и срок эксплуатации;

- характер затвердевания отливки, залитой через разработанную ЛПС;

- математическая модель разработанной технологии.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 научных статей, из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка из 118 наименований и приложений; содержит 136 страниц машинописного текста, 37 таблиц, 69 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование темы диссертации, её актуальности, представлена структура, краткое содержание глав, положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрено современное состояние производства отливок из стали 110Г13Л методом литья в разовые песчано-глинистые формы, выявлены особенности и специфика изготовления отливок из стали Гадфильда. Осуществлен анализ и выявлены недостатки существующих технологий литья плит из данной стали. Показано, что все они обладают рядом существенных технологических недостатков. При изготовлении литых дробящих плит литейная форма должна находиться под определенным углом. Для обеспечения направленного затвердевания требуется выполнения значительных напусков по высоте отливки или переворачивание формы почти на 120°... 180°. При этом обязательно должны быть использованы массивные прибыли. Все это несомненно удлиняет технологический цикл изготовления плит, повышает трудоемкость их производства, требует дополнительного оборудования на участке заливки, значительного расхода жидкого металла на литники и прибыли. Сделан вывод, что совершенствование технологий литья плоских плит в песчано-глинистые формы в настоящее время возможно за счет разработки оптимальных ЛПС, обеспечивающих значительное снижение трудоемкости процесса, экономию расплава и повышение ТВГ.

На основании этого обоснована актуальность работы, поставлены цель и задачи исследований.

Во второй главе определены методы исследования и разработана методика промышленной оценки дефектности плит в производственных условиях. Учитывая размеры плит и важность адаптации технологического процесса к литейному цеху ЧЭМК, были выбраны следующие методы измерений:

1. Метод планирования промышленных экспериментов (ДФЭ2);

2. Метод компьютерного моделирования (САЕ-система LVMFlow);

3. Метод металлографического анализа (ПАК Thixomet);

4. Метод электронной микроскопии (РЭМ JOEL JSM-64600LV);

5. Метод ультразвуковой дефектоскопии (дефектоскоп «Пеленг» УДЗ-ЮЗ).

Для оценки дефектности плит, полученных в условиях литейного цеха электрометаллургического комбината, необходимо было разработать специальную методику. При этом исходили из следующих постулатов, требований и условий:

- методика не должна разрушать отливку, обеспечивать стабильность измерения и точность (±10%) по явным наружным дефектам;

- технически значимые скрытые дефекты отливок плит проявляют себя снаружи в виде поверхностных аномалий (утяжин, коробления, трещин);

- дефектность (суммарный показатель дефектности) должна оцениваться однозначным количественным показателем (одним числом);

- единица измерения дефектности должна иметь адекватный физический смысл, а именно, выражаться отношением объема дефектов к площади поверхности отливки, на которой они выявлены;

- составляющие интегрального показателя дефектности должны определяться на отливке с помощью стандартного мерительного инструмента;

- для расчета показателя дефектности в учет брать только технически значимые объемные дефекты (снижающие срок службы или повышающие трудоемкость обработки отливок);

- сумма безразмерных нормированных значений дефектов считать суммарным показателем дефектности отливки.

Согласно методики для значимых дефектов составляли каталог и карты дефектов с определением среднего объем дефекта с определением объема дефектов приходящихся на единицу поверхности плиты, количество дефектов приходящихся на единицу поверхности; степени коробления, отсутствия или наличия трещины с суммарной протяженностью. Значимыми признавались явные дефекты размером в свету более 20 мм, высотой и глубиной более 2 мм. Из всего списка возникающих дефектов в исследованиях измеряли утяжины, коробление и трещины. Поскольку именно эти дефекты плиты связаны с ее сроком эксплуатации.

Количественным параметром утяжины считали ее объем, который определяли по формуле объема конических тел: У=1/3-(8основания • Ьконуса). Такой подход снижает ошибку измерения. Площадь основания рассчитывали как произведение продольного и поперечного габарита дефекта на поверхности отливки, что позволяет в технических требованиях на отливку оперативно и точнее регламентировать допуск дефекта и оставлять его без исправления. Коробление оценивали величиной наибольшего отклонения тыльной посадочной поверхности плиты от плоскости в мм. Протяженность трещины определяли курвиметром в мм.

В качестве бланка для начертания карты дефектов служил эскиз поверхности плиты, содержащий изображение элементов литейной формы. Карту дефектов получали путем нанесения контуров технически значимых дефектов в масштабе и по месту их расположения с указанием номера. Параллельно составлялся каталог этих дефектов в виде списка и реквизитов отливки: номер чертежа, дата изготовления, температура и время заливки. С рукописных карт и каталогов делали электронные копии по специальным графическим правилам. Итоговая таблица содержит полную информацию о количестве и размерах дефектов по видам и соответствующим количественным характеристикам.

Разработанная методика позволила полностью формализовать процедуру

контроля свойств литых плит в производственных условиях предприятия.

В третьей главе разработаны варианты конструкции ГЛС и места установки прямой прибыли с уменьшенным в 3 раза объемом и изучено их влияние на качество изготовления плит.

Исследования проводили на широко используемых в дробильных установках плоских оребренных плитах с характеристиками: 1164x950x100 мм и массой 450 кг; 1500x915x150 мм и массой 850 кг; 1080x1045x250 мм и массы 1200 кг. По массе плиты разделили на «легкую», «средней массы» и «массивную». Предложенные конструкции ЛС(1-ЛС, V-ЛС, Г-ЛС, С-ЛС), варианты установки прибыли и результаты компьютерного моделирования показаны на рис. 1 - 5, соответственно.

t.

В г

Рис. 1. Предложенные конструкции горизонтальной ЛС: а - классическая (I-ЛС); б - угловая (V-ЛС); в - Г-образная (Г-ЛС); г - С-образная (С-ЛС)

1 II I 1 1 1 =

\>> ><> '

\м //) к у //©///\=

1 II 1 п у 1 © 1 © 1 = ——u—¡1

а б

Рис. 2. Варианты установки прямой прибыли: а - конструкция прибыли; б - вариант установки прибыли от 1 до 4

Рис. 3. Характер изменения температуры остывающих плит: а, б - через 300 и 400 с после заполнения формы по 1-ЛС; в, г - через 300 и 400 с после заполнения формы по У-ЛС; д, е - через 300 и 400 с после заполнения формы по Г-ЛС; ж, з - через 300 и 400 с после заполнения формы по С-ЛС

Рис. 4. Характер распределение жидкой фазы в конце затвердевания плиты: а - при 1-ЛС; б - при У-ЛС; в - при Г-ЛС; г - при С-ЛС; д - при Г-ЛС и прибылью (вариант 1); е - при Г-ЛС и прибылью (вариант 2); ж - при Г-ЛС и прибылью (вариант 3); з - при Г-ЛС и прибылью (вариант 4)

в г

Рис. 5. Усадочные дефекты в плите: а — при Г-ЛС и прибылью (вариант 1); б - при Г-ЛС и прибылью (вариант 2); в - при Г-ЛС и прибылью (вариант 3); г - при Г-ЛС и прибылью (вариант 4)

Из приведенных данных видно, что наихудшим вариантом с позиций формирования усадочных дефектов является технология с 1-ЛС, а наилучшим - технология с Г-ЛС и угловой прибылью (вариант 3). Причем в последнем случае четко прослеживается направленное затвердевание плиты вдоль диагонали по направлению к стояку. Поэтому дальнейшие экспериментальные исследования новой конструкции ГЛС проводили по двум вариантам: 1-ЛС (базовый) и Г-ЛС (разработанный).

В условиях литейного цеха ЧЭМК изготавливали плиты (легкие, средней массы, массивные) и варьировали количеством питателей, местом установки стояка на шлакоуловителе, объемом и местом установки прибыли.

Стояк размещали по краям и в серединах ветвей шлакоуловителя, а также в месте его изгиба (всего пять вариантов установки).

По разработанной методике в технологических каратах оценивали: степень коробления Бк (мм), наличие трещин Тг (протяженность трещины в мм), утяжина 1Л (см3/дм2). Для оценки суммарного показателя дефектности отливки (ЕДуО значения каждого из указанных были приведены к нормированному безразмерному виду (Дуь Ду2, Дуз): минимальному значению дефекта присвоили коэффициент

О, а максимальному - 1). Температура заливки стали находилась в интервале Тзал= 1380... 1450°С.

Результаты экспериментов представлены на рис. бив табл. 1-3.

1Ду1, ед. ед

2-3 3

■ 1-2

2 о1

2

4

Вариант

2 6 Количество

8 питателей, шт.

а о-1 1

установки стояка

1Дуц ед.

1,5-2 1-1,5 ■ 0,5-1 О 0-0,5

ед.

2

I'5 &5

Количество питателей, шт.

8

10 1

Вариант установки стояка

б

Рис. 6. Результаты исследования предложенной конструкций ЛС для плиты средней массы: а - базовой вариант ЛС; б - разработанный вариант ЛС

Таблица 1

Влияние объема прибыли и местоположения на Дуз (и!) в легкой плите

Вариант установки прибыли Объем утяжины в плите Ду3 для разных объемов прибыли, ед*

2 000 см3 4 500 см' 6 500 см' 9 000 см' 11 500 см'

1 0,36 0,28 0,11 0,03 0,00

2 0,30 0,10 0,04 0,00 0,00

3 0,10 0,16 0,00 0,00 0,00

4 0,42 0,39 0,04 0,00 0,00

5 0,35 0,40 0,03 0,04 0,00

* максимальному объему утяжины в 0,95 см /дм соответствует коэффициент I

Таблица 2

Влияние объема прибыли и местоположения на Дуз (111) в плите средней массы

Вариант установки прибыли Объем утяжины в плите Ду3 для разных объемов прибыли, ед*

4 000 см3 9 000 см3 13 000 см3 18 000 см3 23 000 см3

1 0,62 0,51 0,20 0,10 0,00

2 0,51 0,41 0,10 0,00 0,00

3 0,41 0,30 0,00 0,00 0,00

4 0,72 0,68 0,10 0,00 0,00

5 0,79 0,72 0,31 0,10 0,00

* максимальному объему утяжины в 0,95 см'/дм2 соответствует коэффициент 1

Таблица 3

Влияние объема прибыли и местоположения на Дуз (1Л) в массивной плите

Вариант установки прибыли Объем утяжины в плите Ду3 для разных объемов прибыли, ед*

9 000 см3 19 000 см' 29 000 см' 39 000 см' 49 000 см'

1 0,16 0,83 0,55 0,46 0,20

2 0,74 0,66 0,12 0,66 0,00

3 0,70 0,34 0,07 0,00 0,00

4 0,89 0,88 0,40 0,07 0,00

5 0,94 0,89 0,64 0,38 0,07

* максимальному объему утяжины в 0,95 см /дм2 соответствует коэффициент 1

По экспериментальным данным (см. рис. 6) определено, что нижняя граница значения 2Ду1 при базовой ЛС составляет 2,0...2,2 ед, а при разработанном варианте ЛС значения £Ду1 на порядок ниже - 0,45 ед. (для легкой плиты 1Ду1 = 0,14 ед., для массивной ЕДу1 = 0,39 ед.). При этом разработана ЛС полностью предотвращает процесс трещинообразования плиты на стадии закалки. По данным табл. 1-3 определен минимальный объем угловой прибыли, который полностью ис-

ключает утяжину: для легкой плиты - 6 500 ем3; плиты средней массы - 13 ООО см^; массивной плиты - 39 ООО см3.

В результате проведенных экспериментальных исследований разработана новая ЛПС, обеспечивающая повышенное качество изготовления плит при увеличенном ТВГ: для легкой плиты на 11%; для плиты средней массы на 16%; для массивной плиты на 20%. Ресурсосберегающая ЛПС имеет Г-образный шлакоуловитель со стояком в месте изгиба, по шесть питателей для легкой и массивной плиты, и по 8 питателей для плиты средней массы, а также уменьшенную в 3 раза угловую прибыль по сравнению с известными технологическими решениями.

В четвертой главе изучен характер затвердевания плиты, изготовленной по разработанной технологии, методом планирования эксперимента создана математическая модель и оптимизированы технологические параметры.

После измерения в двенадцати точках температуры плиты, остывающей в форме, были рассчитаны поля термических напряжений, рис. 7.

0 750 Ьпл, мм

б

Рис. 7. Поле термических напряжений в плите средней массы: а - базовая ЛС; б - разработанная ЛПС

Результаты вычислений согласуется с экспериментальными фактами коробления плит: при базовой ЛС ось коробления располагается поперек тела отливки со смещением к питателям, а при разработанной ЛПС - вдоль диагонали.

Для определения термических напряжений на стадии закалки плиты ДТ, использовали компьютерный расчет в системе ЬУМПош. По результатам расчета оказалось, что значения бзак (550...650 МПа) меньше предела прочности стали 1 ЮГ 13Л, хотя в случае использования технологии с базовой ЛС плита растрескивалась вдоль оси коробления.

Поэтому было проведено ультразвуковое сканирование плиты (рис. 8). Выявлено, что разработанная ЛПС снижает образование усадочных пустот в теле отливки и они располагаются рассредоточено. При базовом варианте объем пустот в теле отливки больше и наиболее крупные из них располагаются вдоль поперечной оси коробления.

Рис. 8. Ультразвуковое исследование плиты УДЗ 103 PELENG: а - фрезеровка поверхности плиты; б - процесс сканирования экспериментальной плиты совмещенным пьезоэлементом в одной из 25 точек

Дополнительно к ультразвуковому исследованию был проведен анализ структуры литых образцов, которые получали из специально залитых с плитой выпоров. Выпоры были размещены по разные стороны осей коробления литой детали на расстоянии 500 мм. Фотографии микроструктур, полученные на ПАК Thixomet, представлены на рис. 9.

Из исследуемых структур видно, что плита при разработанной ЛПС формируется с однородной кристаллической структурой. К тому же при высоких температурах заливки стали и повышенном содержании фосфора в шихте разработанная ЛПС снижает влияние концентраторов напряжения - карбидов и нерастворимой фосфидной фазы (по результатам исследования на РЭМ JOEL JSM-64600LV).

а

б

в

г

Рис. 9. Литая микроструктура стали 110Г13Л (хЮО): а - основание выпора слева от оси коробления (базовая ЛС); б - основание выпора справа от оси коробления (базовая ЛС); в - основание выпора слева от оси коробления (разработанная ЛПС); г - основание выпора справа от оси коробления (разработанная ЛПС)

Проведенный анализ структуры плит позволил установить характер затвердевания плиты по разработанной ЛПС. Из-за интенсивного перемешивания расплава один из углов полости формы разогревается. В результате этого перед началом затвердевания температурное поле отливки приобретает такие значения, при которых затвердевание начинается с противоположного стояку угла плиты. Фронт кристаллизации сплава перемещается вдоль диагонали отливки. Следствием этого процесса является перераспределение термических напряжений и уменьшение деформации плиты. Обеспечение принципа направленного затвердевания приводит к формированию плотной структуры отливки с однородным зерном и рассредоточенными концентраторами напряжений.

Методом планирования эксперимента получены регрессионные модели разработанной технологии. Например, для плиты средней массы:

где XI - суммарная площадь узкого сечения ЛС; х2 - температура заливки стали; х3 - объем угловой прибыли, У, - степень коробления; У2 - утяжина; У3 - ресурс плиты на истирание. Полученные модели позволяют оптимизировать параметры разработанного технологического процесса и сделать его управляемым.

У, = 1,750+0,750х,+1,000х2;

У2 = 0,206+0,068х,-0,077хз + 0,061х,х3;

Уз = 5667,28 -1,041x1-0,958x2,

(1) (2) (3)

В пятой главе приведены результаты испытаний и внедрения в производственный цикл разработанной технологии литья плит из стали Гадфильда в разовую песчано-глинистую форму (ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат»). За счет снижения брака, повышения ТВГ и увеличения срока эксплуатации литых изделий суммарный годовой экономический эффект составил 4,3 млн. руб. (в ценах 2008 г.).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Выявлены существенные недостатки в существующих технологиях литья плит из высокомарганцовистой стали в разовые песчано-глинистые формы. Для обеспечения направленного затвердевания известные технологии требуется выполнения значительных напусков по высоте отливки или переворачивание формы на 120°... 180°. При этом условие использования массивных прибылей является обязательным. Из-за операций манипулирования формой повышается трудоемкость процесса, требуется дополнительное оборудование на участки заливки, а значительный расход жидкого металла на литники и прибыли снижает показатель ТВГ до 45...55%.

2. Разработана модель и создана методика оценки дефектности отливок, включающая составление на каждую плиту каталога и карты. Дефекты оцениваются в виде объема, приходящихся на единицу поверхности плиты, количества дефектов на единице поверхности; степени коробления, отсутствия или наличие трещины. В модели значимыми признаются явные дефекты размером в свету более 20 мм, высотой и глубиной более 2 мм. Утяжины, коробления и трещины считали критериальными дефектами, поскольку именно эти параметры плиты связаны с ее сроком эксплуатации. Данная методика полностью формализует этап контроля качества выпускаемой литейным цехом продукции.

3. Разработаны типы исследуемых конструкций литноково-питающих систем, исключающие дополнительные манипуляции с залитой формой и увеличивающие технологический выход годного свыше 70%. Введена классификация плоских оребренных плит, широко используемых в дробильных установках: «легкая плита» - размерами 1165x950x100 мм и массой 450 кг; «плита средней массы» - размерами 1500x915x150 мм и массой 850 кг; «массивная плита» - размерами 1080x1045x250 мм и массой 1200 кг.

4. В результате компьютерного моделирования процесса заливки формы с разным способом подвода расплава и с разными вариантами прямой прибыли установлено, что наихудший базовый тип ЛС имеет I-образным шлакоуловитель, а наилучший разработанный тип ЛПС включает Г-образный шлакоуловитель и угловую прибыль. Установлены закономерности влияния элементов конструкции базовой ЛС и разработанной ЛПС на коробление плит, трещинообразование и формирование утяжины. Параметрами рациональной ЛПС являются: Г-образный шлакоуловитель со стояком в месте изгиба, по 6 питателей для легкой и массивной плиты и по 8 - для плиты средней массы. Определены рациональные соотно-

шениями сечений разработанной ЛС: для легкой плиты - £№п : £\Ушл : Х\Уст = 19:21:21 см2 = 0,9 : 1,0 : 1,0; для плиты средней массы - : Х\Ушл : £\Уст = 34:31:31 см2 = 1,1 : 1,0 : 1,0; для массивной плиты - £\Уп : £\Ушл : £\Уст = 36:33:33 см — 1,1 : 1,0 : 1,0. Эффективное размещение прямой прибыли признано в угловой части плиты возле стояка, что полностью исключает образование дефекта утяжины. ТВГ увеличен в 1,5... 1,7 раз.

5. Экспериментально зафиксировано направленное затвердевание расплава в полости формы, при заливке через разработанную ЛПС, характеризующееся перемещением фронта кристаллизации по диагонали отливки к стояку. Оценены термические напряжения в плите и установлены особенности ее деформации: при базовой ЛС - ось коробления располагается поперек тела отливки со смещением к питателям, а при разработанной ЛПС - ось коробления размещена вдоль диагонали. Ультразвуковым сканированием также выявлено сниженное количество усадочных пустот в теле отливки при заполнении формы по разработанной ЛПС.

6. На основании анализа макро- и микроструктуры литых образцов залитых с плитой, определено различие в кристаллическом строении: плита с разработанной ЛПС образуется с однородной кристаллической структурой, а плита с базовой ЛС имеет крупнозернистую область вдоль оси коробления.

7. Установлен характер затвердевания плиты, полученной при разработанной технологии. В следствии диагонального перемещения фронта затвердевания отливки перераспределяются термические напряжения и уменьшается деформации плиты. Благодаря направленному затвердеванию отливки она формируется с плотной структурой, однородным зерном и рассредоточенной пористостью.

8. Регрессионным анализом установлена значимость факторов разработанной технологии на степени коробления (Бк) и утяжину (1Л) и ресурс плиты (Яб): уменьшением суммарного узкого сечения литниковой системы (ЕЩуз), температуры заливки (Тзал), и совместным снижением £\¥уз с объемом угловой прибыли достигается снижение 5к и 1Л; к увеличению рабочего ресурса плиты приводит снижение £\Ууз и Тзал; снижением Тзал уменьшается утяжина в отливке. В случае построения регрессионной модели технологии для легкой плиты коэффициенты при факторах ЕШуз-и Тзал противоположны по знаку.

9. В результате решения оптимизационных задач поучены следующие параметры разработанной ЛПС, Х\Ууз0ПТл = 23,00 см2, Тзалоптл= 1420°С, Упроптл = 7500 см3; для плиты средней массы - £\Ууз0ПТсм = 28,00 см2, ТзалоптСм= 1380°С, Упр0ПТсм = 15 000 см3; для массивной плиты - Х\Ууз0ПТм = 33,00 см2, Тзалоптм= 1380°С; Упроптм = 41 000 см3.

10. Разработанная технология прошла успешные испытания и в внедрена в производственный цикл ОАО «ЧЭМК» с экономическим эффектом в 4,3 млн. руб. (в ценах 2008 г.). Повышено качество плит к дробилки СМД-110А и чешской дробилки В9-2Н, увеличен срок их эксплуатации в 1,7...2,1 раза. Анализ номенклатуры выпускаемых в цехе литых плит и их конструкции выявил зависимость, устанавливающую связь между массой плиты и соотношениями сечений ЛС. С учетом выявленной зависимости разработана компьютерная программа синтеза технологических параметров «Литая плита» и автоматизировано рабочее место технолога.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1. Ласьков, H.A. Влияние конструкции и положения горизонтальных литниковых систем на дефектность литых плит /H.A. Ласьков, A.B. Карпинский,

B.М. Ткачев // Литейщик России. - 2009. - № 6. - С. 36 - 40.

2. Ткачев, В.М. О критериях оценки дефектности отливок / В.М. Ткачев // Неметаллические включения и газы в литейных сплавах: тезисы докладов 12-й Международной научно-технической конференции. - Запорожье: Изд-во ЗНТУ, 2009. -

C.84-88.

3. Ласьков, H.A. Дефектность литых ассиметрично оребренных литых плит из стали 110Г13Л / H.A. Ласьков, A.B. Карпинский, В.М. Ткачев // Литейщик России. - 2009. - № 12. - С. 29 - 31.

4. Ердаков, И.Н. Влияние местоположения прибыли на качество изготовления крупногабаритных дробящих плит / И.Н. Ердаков, В.М. Ткачев // Наука и технология. Том 1. Краткие сообщения XXX Российской школы, посвященной 65-летию Великой Победы. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. - С. 54 - 56.

5. Опыт использования компьютерного анализа для совершенствования литни-ково-питающей системы /И.Н. Ердаков, В.М. Ткачев, В.В. Новокрещенов, П.К. Мурашкин/ Наука и технология. Том 2. Краткие сообщения XXX Российской школы, посвященной 65-летию Великой Победы. - Екатеринбург: УрО РАН, 2010. -С. 193- 195.

6. Ткачев, В.М. Влияние положения стояка на коробление и дефектность отливок-плит/В.М. Ткачев, H.A. Ласьков, И.Н. Ердаков // Заготовительные производства в машиностроении. - 2010. - № 6. - С. 9 - 10.

7. Ердаков, И.Н. Технологические особенности изготовления крупногабаритных плит из стали Гадфильда / И.Н. Ердаков, В.М. Ткачев // Литейное производство сегодня и завтра: тезисы докладов 8-й Всероссийской научно-практической конференции. - СПб.: Изд-во Политехн.ун-та, 2010. - С. 253 - 256.

8. Ердаков, И.Н. Исследование процесса изготовления литой плиты методом планируемого эксперимента /И.Н. Ердаков, В.М. Ткачев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». -2010. - Вып. 15. - №34 (210). - С. 46-49.

9. Ердаков, И.Н. Новая технология литья стальных плит дробильных установок ферросплавного производства / И.Н. Ердаков, В.М. Ткачев // Современные проблемы электрометаллургии стали: сб. материалов тезисов XIV Международной конференции. Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2010. - С. 241 -244.

Ткачев Владимир Михайлович

РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЛИТЬЯ ПЛИТ ИЗ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИ

Специальность 05.16.04 - «Литейное производство»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Издательский центр Южно-Уральского государственного университета

Подписано в печать 19.10.2011. Формат 60x84 1/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 0,93. Уч.-изд. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 344/614.

Отпечатано в типографии Издательского центра ЮУрГУ. 454080, г. Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 76.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЙ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИ В РАЗОВЫХ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫХ ФОРМАХ.

1.1. Свойства и особенности литья стали 110Г13Л.

1.2. Известные способы изготовления плит из стали Гадфильда.

1.3. Цель и задачи исследования.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 1.

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ЛИТЬЯ ПЛИТ ИЗ СТАЛИ 110Г13Л В РАЗОВЫЕ ПЕСЧАНО-ГЛИНИСТЫЕ ФОРМЫ.

2.1. Метод планирования промышленных экспериментов.

2.1.1. Методика оценки дефектности плит.

2.1.2. Подготовка отливки к определению дефектности.

2.1.3. Определение степени коробления плиты.

2.1.4. Получение каталога и карты дефектов.

2.1.5. Итоговая таблица и анализ результатов измерения.

2.2. Метод компьютерного моделирования в системах инженерного анализа литейных процессов.

2.3. Метод ультразвуковой дефектоскопии.

2.4. Метод металлографического анализа.

2.5. Метод электронной микроскопии.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 2.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТСРУКЦИИ ЛИТНИКОВО-ПИТАЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПЛИТ ИЗ СТАЛИ 110Г13Л.

3.1. Классификация плоских дробящих плит.

3.2. Твердотельное моделирование плит с литниково-питающей системой и компьютерный анализ вариантов ресурсосберегающей литейной технологии.

3.3. Влияние конструкции базовой и разработанной литниковой системы на качество формирования отливок.

3.4. Влияние места установки и объема прямой прибыли на качество плит, полученных литьем через разработанную литниковую систему.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 3.

ГЛАВА 4. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

4.1. Измерение температуры остывающей стали, залитой в промышленную литейную форму.

4.2. Расчет и оценка термических напряжений в плите, возникающих при остывании отливки в-форме и на стадии закалки.

4.3. Анализ характера затвердевания отливки-плиты, полученной по разработанной литниково-питающей системе.

4.4 Регрессионная модель связи дефектности и ресурса плиты с параметрами разработанной технологии.

4.5. Оптимизация параметров разработанной ресурсосберегающей технологии.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 4.

ГЛАВА 5. ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ РАЗРАБОТАННОЙ РЕСУРСОСБЕРЕГАЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ЛИТЬЯ ПЛИТ ИЗ ВЫСОКОМАРГАНЦОВИСТОЙ СТАЛИ.

5.1. Серийное производство плит на ОАО «ЧЭМК» по ресурсосберегающей технологии.

5.2. Компьютерная программа расчета технологических параметров «Литая плита».

5.3. Экономическая эффективность от внедрения разработанной

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.

Ввиду стратегической важности отраслей заготовителыю-перерабатывающего комплекса (ЗПК) в обеспечении экономической безопасности страны, создание предпосылок их устойчивого качественного развития является важной народнохозяйственной задачей. Определяющим фактором эффективности функционирования ЗПК становится ресурсосбережение.

Разработка новых литейных технологий требует рационального использования материалов и энергии. Это касается процессов изготовления литых плит из высокомарганцовистой стали, которые применяются в дробильных установках ферросплавного производства, работают в условиях ударно-абразивного износа и имеют короткий срок эксплуатации.

Анализ специальной литературы и результаты предварительных экспериментов в цехе ремонтного литья ОАО «ЧЭМК» показали, что существующие подходы к способу изготовления литых плит из стали 110Г13Л в разовые песчано-глинистые формы требуют использования массивных прибылей, трудоемких манипуляций с литейной формой перед или после заливки для обеспечения заданного угла ее наклона, что увеличивает себестоимость технологии и приводит к низким показателем ТВГ (45.55%).

Поэтому создание прогрессивных технологий литья плит из высокомарганцовистой стали с конструированием оптимальных литниково-питающих систем, обеспечивающих повышение качества литых изделий при существенной экономии материала на литники и прибыли, снижение трудоемкости процесса является актуальной задачей литейного производства

Цель и задачи исследования. Настоящая диссертационная работа имела целью повысить качество литых плит из высокомарганцовистой стали за счет создания новой конструкции литниково-питающей системы, а также разработать ресурсосберегающую технологию их литья в разовые песчаноглинистые формы. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: провести анализ известных способов литья плит из стали Гадфильда, выявить их недостатки и предложить новый вариант ресурсосберегающего процесса формирования плиты повышенного качества в разовых песчанно-глинистых формах; определить методы исследования, разработать модель и создать методику определения дефектности литых плит в условиях действующего литейного производства; разработать конструкции литниково-питающих систем (ЛПС) для плит из стали 110Г13Л, обеспечивающих показатель технологического выхода годного (ТВГ) более 70%; изучить влияние способа заливки стали Гадфильда через разработанные ЛПС на качественные показатели плиты; изучить характер затвердевания плиты, изготовленной по разработанной технологии; методом планирования эксперимента создать математическую модель и оптимизировать технологические параметры; освоить в производстве разработанную ресурсосберегающую технологию.

Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений, обеспечивающих новые технологические решения в изготовлении литых плит из высокомарганцовистой стали при литье в разовые песчано-глинистые формы. В том числе: модель на основании, которой разработана методика оценки дефектности плиты в производственных условиях; впервые определено влияние новой конструкции ЛПС на качество изготовления плит из стали 1 ЮГ 13 Л; установлен характер затвердевания литой плиты из стали 1 ЮГ 13 Л, полученной с использованием разработанной ЛПС; теоретически и экспериментально доказана возможность применения разработанной ЛПС в технологии литья высококачественных плит из высокомарганцовистой стали с повышенным ТВГ до 75.85%; впервые построена регрессионная модель разработанной технологии.

Научная значимость работы. В диссертации и публикациях теоретически обоснована и экспериментально подтверждена совокупность научных положений и технологических решений, позволяющих разрабатывать новые конструкции литниково-питающих систем (изученный характер затвердевания отливки позволит в будущем создать новые виды шлакоуловителей в сочетании с рациональным местом прибыли на отливке), новые технологии литья плит из высокомарганцовистых сталей в разовые песчано-глинистые формы (отличительные ресурсосберегающие особенности технологии приведут будущих исследователей к отысканию возможностей экономии расплава за счет способа заливки формы) и эффективно управлять ими (появляется возможность создания системы управления литейной технологией на основе оптимальных показателей производства плит из высокомарганцовистой стали).

Практическая ценность работы. На основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана ресурсосберегающая технология изготовления плит из высокомарганцовистой стали при литье в разовые песчано-глинистые формы устойчивая к колебаниям химического состава стали и температуры заливки, и, исключающая дополнительные манипуляции с залитой формой

Использование специальной конструкции ГЛС в сочетании с рациональным местом установки прямой прибыли обеспечивает получение плит из стали Гадфильда с высоким уровнем физико-механических свойств и увеличенном в 1,5. 1,7 раза ТВГ.

Компьютерная программа расчета параметров ресурсосберегающей технологии позволяет автоматизировать рабочее место технолога.

Внедрение данной технологии в производственный цикл литейных цехов позволит сократить себестоимость изготовления стальных отливок и увеличить срок их эксплуатации.

Степень достоверности результатов. Достоверность результатов, изложенные в диссертации, обеспечивается использованием современных приборов и методов исследования (электронная микроскопия на РЭМ 200 и микроанализаторах JOEL 6404 (Япония), программно-аппаратный комплекс Tixomet (Россия), система инженерного анализа LVMFlow (Россия) и ультразвуковой дефектоскоп PELENG-103), необходимым и достаточным количеством экспериментального материала, сопоставлением полученных результатов с данными других авторов. Разработанная технология изготовления плит из высокомарганцовистой стали в разовых песчано-глинистых формах прошла, успешные промышленные испытания и внедрена на ОАО ЧЭМК.

Реализация работы. Разработанная ресурсосберегающая технология изготовления плит из стали 110Г13Л прошла опытно-промышленное испытание в цехе ремонтного литья ОАО «Челябинский электрометаллургический комбинат» (ЧЭМК) на плитах разного типа-размера и массы, и успешно внедрена в производство с суммарным экономическим эффектом (в ценах 2008 г.) 4,3 млн. руб.

Апробация работы. Основные материалы диссертации были представлены на 8-й Всероссийской научно-практической конференции в Санкт-Петербурге (2010 г.), на XXX Российской школе по проблемам науки и технологиям, посвященной 65-летию Великой Победы, при УрО РАН г.Екатеринбург (2010 г.), на 12-й международной научно-технической конференции в Запорожье «Неметаллические включения и газы в литейных сплавах» (2009 г) и XIV Международной конференции в Челябинске «Современные проблемы электрометаллургии стали» (2010 г).

На защиту выносятся следующие положения: модель и методика оценки дефектности плит в производственных условиях; конструкция ЛПС, обеспечивающая повышение качество изготавливаемых плит и экономию металла на литники и прибыли; экспериментальные результаты влияния параметров разработанной ЛПС на дефектность плит и срок эксплуатации; характер затвердевания отливки, залитой через разработанную ЛПС; математическая модель разработанной технологии.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 9 научных статей, из них 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

Структура и объём работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, библиографического списка из 118 наименований и приложений; содержит 136 страниц машинописного текста, 37 таблиц, 69 рисунков.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. Выявлены существенные недостатки в существующих технологиях литья плит из высокомарганцовистой стали в разовые песчано-глинистые формы. Для обеспечения направленного затвердевания известные технологии требуется выполнения значительных напусков по высоте отливки или переворачивание формы на 120°.180°. При этом условие использования массивных прибылей является обязательным. Из-за операций манипулирования формой повышается трудоемкость процесса, требуется дополнительное оборудование на участки заливки, а значительный расход жидкого металла на литники и прибыли снижает показатель ТВГ до 45. 55%.

2. Разработана модель и создана методика оценки дефектности отливок, включающая составление на каждую плиту каталога и карты. Дефекты оцениваются в виде объема, приходящихся на единицу поверхности плиты, количества дефектов на единице поверхности; степени коробления, отсутствия или наличие трещины. В модели значимыми признаются явные дефекты размером в свету более 20 мм, высотой и глубиной более 2 мм. Утяжины, коробления и трещины считали критериальными дефектами, поскольку именно эти параметры плиты связаны с ее сроком эксплуатации. Данная методика полностью формализует этап контроля качества выпускаемой литейным цехом продукции.

3. Разработаны типы исследуемых конструкций литниково-питающих систем, исключающие дополнительные манипуляции с залитой формой и увеличивающие технологический выход годного свыше 70%. Введена классификация плоских оребренных плит, широко используемых в дробильных установках: «легкая плита» - размерами 1165x950x100 мм и массой 450 кг; «плита средней массы» - размерами 1500x915x150 мм и массой 850 кг; «массивная плита» - размерами 1080x1045x250 мм и массой 1200 кг.

4. В результате компьютерного моделирования процесса заливки формы с разным способом подвода расплава и с разными вариантами прямой прибыли установлено, что наихудший базовый тип JIC имеет 1-образным шлакоуловитель, а наилучший разработанный тип ЛПС включает Г-образный шлакоуловитель и угловую прибыль. Установлены закономерности влияния элементов конструкции базовой JIC и- разработанной ЛПС на коробление плит, трещинообразование и формирование утяжины. Параметрами рациональной ЛПС являются: Г-образный шлакоуловитель со стояком в месте изгиба, по 6 питателей для легкой ^ и массивной плиты и по 8 — для плиты средней массы. Определены рациональные соотношениями сечений разработанной ЛС: для легкой плиты - £Wn : £\Ушл : £Wct =19:21:21 см2 = 0,9 : 1,0 : 1,0; для плиты средней массы — £Wn : £Wnm : £Wct = 34:31:31 см2 = 1,1 : 1,0 : 1,0; для массивной плиты - £Wn : £Wnin : £Wct = 36:33:33 см2 = 1,1 : 1,0 : 1,0. Эффективное размещение прямой прибыли признано в угловой части плиты возле стояка, что полностью исключает образование дефекта утяжины. ТВГ увеличен в 1,5. .1,7 раз.

5. Экспериментально зафиксировано направленное затвердевание расплава в полости формы, при заливке через разработанную ЛПС, характеризующееся перемещением фронта кристаллизации по диагонали отливки к стояку. Оценены термические напряжения в плите и установлены особенности ее деформации: при базовой ЛС — ось коробления располагается поперек тела отливки со смещением к питателям, а при разработанной ЛПС — ось коробления размещена вдоль диагонали. Ультразвуковым сканированием также выявлено сниженное количество усадочных пустот в теле отливки при заполнении формы по разработанной ЛПС.

6. На основании анализа макро- и микроструктуры литых образцов залитых с плитой, определено различие в кристаллическом строении: плита с разработанной ЛПС образуется с однородной кристаллической структурой, а плита с базовой ЛС имеет крупнозернистую область вдоль оси коробления.

7. Установлен характер затвердевания плиты, полученной при разработанной технологии. В следствии диагонального перемещения фронта затвердевания отливки перераспределяются термические напряжения и уменьшается деформации плиты. Благодаря направленному затвердеванию отливки она формируется с плотной структурой, однородным зерном и рассредоточенной пористостью.

8. Регрессионным анализом установлена значимость факторов разработанной технологии на степени коробления (Бк) и утяжину (1Л) и ресурс плиты (Яб): уменьшением- суммарного узкого сечения^ литниковой системы (£\Ууз), температуры заливки. (Тзал), и совместным снижением Е\¥уз с объемом угловой прибыли- достигается снижение- 8 к и 1Л; к увеличению рабочего ресурса плиты приводит снижение 2\Ууз и Тзал; снижением Тзал уменьшается утяжина в отливке. В случае построения регрессионной модели технологии для легкой плиты коэффициенты при факторах Х\Ууз-и Тзал противоположны по знаку.

9. В результате решения оптимизационных задач поучены следующие параметры разработанной ЛПС, 2\¥уз0птл = 23,00 см2, Тзал0Птл= 1420°С, Упрошл = 7500 см3; для плиты средней массы - Т№уз?тСм. = 28,00 см2, Тзалопгсм= 1380°С, УпрогггСм = 15 000 см3; для массивной плиты - £\¥уз0ГГ1м = 33,00 см2, Тзал0[тгм= 1380°С; Упр011Гм = 41 000 см3.

10. Разработанная технология прошла успешные испытания и в внедрена в производственный цикл ОАО «ЧЭМК» с экономическим эффектом в 4,3 млн. руб. (в ценах 2008 г.). Повышено качество плит к дробилки СМД-110А и чешской дробилки В9-2Н, увеличен срок их эксплуатации в 1,7.2,1 раза. Анализ номенклатуры выпускаемых в цехе литых плит и их конструкции выявил зависимость, устанавливающую связь между массой плиты и соотношениями сечений ЛС. С учетом выявленной зависимости разработана компьютерная программа синтеза технологических параметров «Литая плита» и автоматизировано рабочее место технолога.

1. Марганцовистая сталь. / Под редакцией проф. докт. техн. наук М.Е. Блантера; пер. с англ. A.A. Белоусова. -М.: Машгиз, 1959. - 95 с.

2. Гончаров, П.А. Производство литья из марганцовистой стали / П.А. Гончаров. М-Л.: Металлургиздат, 1940. - 134 с.

3. Гуляев, Б.Б. Затвердевание и неоднородность стали / Б.Б. Гуляев. — М.: Металлургиздат, 1950. — 228 с.

4. Гуляев, Б. Б. Литейные процессы / Б. Б. Гуляев. — Л.: Машгиз, 1960. — 416 с.

5. Андреев, В.М. Основы технологии литейных форм (песчаных) / В.М. Андреев. Л-М.: Машгиз, 1947. - 340 с.

6. Бидуля, П.Н. Технология стальных отливок: Учеб пособие / П.Н. Бидуля. М.: Металлургиздат. 1957. - 287 с.

7. Чуркин, Б.С. Конструирование и расчёт литниковых систем /Б.С. Чуркин. Свердловск: УПИ, 1985. - 53 с.

8. Краткий справочник литейщика. /Головин С.Я. — М.: Машгиз, 1960. -375 с.

9. Рыжиков, A.A. Легкоотделяемые прибыли на отливках / A.A. Рыжиков, А.Д. Попов. Изд. 2-е, дополнение. — С-М.: Машгиз, 1947. — 48 с.

10. Воронин, Ю.Ф. Обработка информации для диагностики дефектов и снижения брака изделий в металлургии: автореф. дис.д-ра техн. Наук / Воронин, Ю.Ф. Волгоград., 2008. - 10 с.

11. Книпп, Э. М. Пороки отливок / Э. М. Книпп. М.: Машгиз, 1958. - 276 с.

12. Тодоров, Р.П. Дефекты в отливках из черных сплавов. / Р.П. Тодоров, П.Ц. Пешев; сокр. пер. с болг. канд. техн. наук В.Н. Иванова. М.: Машиностроение, 1984. -184 с.

13. Баталов, В.А. Борьба с браком в литейном производстве / В.А. Баталов. -М-Л.: Машгиз, 1953. 198 с.

14. Чернышов, Е. А. Литейные дефекты. Причины образования. Способы предупреждения и исправления / Е. А. Чернышов, А.И. Евстигнеев, A.A. Евлампиев. М.: Высшая школа, 2007. — 234 с.

15. Степанов, А.Ю. Технология литейного производства / А.Ю. Степанов. -М.: Машиностроение, 1983. — 285 с.

16. Парасюк, П.Ф. Разработка процесса модифицирования стали 110Г13Л /П.Ф. Парасюк // Литейное производство. 1982. - №2. - С. 22.

17. Тунков, В.П. Влияние химического состава на износостойкость литой высокомарганцевой стали / В.П. Тунков; Сборник изд. ВНИТОЛ: Современная технология получения высококачественных стальных отливок». -М.: Машгиз, 1953. С. 27-32.

18. Михайлов, С.П. Совместное влияние кремния и фосфора на физико-механические свойства стали 110Г13Л /С.П. Михайлов, Б.Ф. Туманский, A.A. Шерстюк // Литейное производство, 1988. - № 11. — С. 8-9.

19. Молдавский, О.Д. О повышении качества стали Г13Л / О.Д. Молдавский, М. В. Каракула, В.П Кулинич // Литейное производство, -1962.-№11. С. 24-26.

20. Севостьянов, Н.С. Влияние добавок никеля, хрома и изменения содержания углерода на свойства высокомарганцовистой стали /Н.С. Севостьянов, А.К. Машков; Труды Омского машиностроительного института. Вып 3. 1959. - С. 145-159.

21. Тунков, В.П. Современная технология получения высококачественной стали для отливок / В.П. Тунков. — М.: Машгиз, 1953.

22. ЦНИИТМАШ, кн. 106. Повышение качества отливок из стали Г13Л / Под ред. Докт техн. наук. И.Р. Крянина. М.: ГНТИ, Машгиз, 1963- 204 с.

23. Черногоров, П.В. Получение отливок с чистой поверхностью / П.В. Черногоров, Ю.П. Васин. Свердловск.: Машгиз, 1961. - 144 с.

24. Яворский, В.И. Научные основы современных процессов производства стали / В.И. Яворский. М.: Металлургия, 1983. — 360 с.f

25. Коротич, В.И. Металлургия черных сплавов / С.Г. Братчиков, В.И. Коротич. М.: Металлургия, 1987. - 240 с.

26. Морозов, А.Н. Современное производство стали в дуговых печах / А.Н. Морозов. -М.: Металлургия, 1988. -245 с

27. Электрометаллургия стали и ферросплавов.: Учебник для вузов / Д.Я. Поволоцкий, В.Е. Рощин, М.А. Рысс, А.И. Строганов, М.А. Ярцев; Изд. 2-е, переработ, и доп. -М.: Металлургия, 1984. — 568 с.

28. Богачев, И.Н. Структура и свойства железомарганцевых сплавов / И.Н. Богачев, В.Ф. Еголаев. -М.: Металлургия, 1973. 295 с.

29. Технология металлов. /Кнорозов Б.В., Усова Л.Ф., Третьякова А.В. и др: -М.: Металлургия, 1987. -903 с.

30. Соколов, Г.А. Производство стали / Г.А. Соколов. М.: Металлургия, 1982. - 496 с.

31. Латухин, Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов / f Ю.М. Латухин. М.: Металлургия, 1977. - 207 с

32. Константинов, Л.С., Напряжения, деформации и трещины в отливках / Л.С. Константинов, А.П. Трухов. М.: Машиностроение, 1981. — 199 с.

33. Гольдштейн, М.И. Металлофизика высокопрочных сплавов: Учебное пособие для вузов / М.И. Гольдштейн, B.C. Литвинов, Б.М. Бронфин. — М.: Металлургия, 1986.-312 с.

34. Majid, Abbasi. On the comparison of the abrasive wear behavior of aluminum alloyed and standard Hadfield steels / Abbasi Majid, Kheirandish Shahram, Kharrazi Yousef, Jalal Hejazi // Wear, 2010 - Volume 268, Issues 1-. - Pages 202-207

35. Petrov, Yuri N. Surface structure of stainless and Hadfield steel after impact wear /Yuri N. Petrov, Valentin G. Gavriljuk, Hans Berns, Fabian Schmalt // Wear, 2006 - Volume 260, Issue 6. - Pages 687-691

36. Zhang, Guo-Shang. Impact wear resistance of WC/Hadfield steel composite and its interfacial characteristics /Guo-Shang Zhang, Jian-Dong Xing, Yi-Min Gao // Wear, 2006. - Volume 260, Issues 7-8. - Pages 728 -7341.

37. Harzallah, R. Rolling contact fatigue of Hadfield steel X120Mnl2 / R. Harzallah, A. Mouftiez, E. Felder, S. Hariri, J. P. Maujean // Wear, 2010. -Volume 269, Issues 9-10. - Pages 647-654.

38. Efstathiou, C. Strengthening Hadfield steel welds by nitrogen alloying / C. Efstathiou, H. Sehitoglu // Materials Science and Engineering: A, 2009 -Volume 506, Issues 1-2. Pages 174-179.

39. Yan, Weilin. Effect of surface nanocrystallization on abrasive wear properties in Hadfield steel / Weilin Yan, Liang Fang, Zhanguang Zheng, Kun Sun, Yunhua Xu // Tribology International, 2009 — Volume 42, Issue 5 - Pages 634-641.

40. Majid, Abbasi. The fracture and plastic deformation of aluminum alloyed Hadfield steels / Abbasi Majid, Kheirandish Shahram, Kharrazi Yosef, Hejazi Jalal // Materials Science and Engineering: A, 2009. -Volumes 513-514. - Pages 72-76.

41. Yan, Weilin. Effect of surface work hardening on wear behavior of Hadfield steel/ Weilin Yan, Liang Fang, Kun Sun, Yunhua Xu // Materials Science and Engineering: A, 2007 Volumes 460-461 - Pages 542-549.

42. Canadinc, D. On the negative strain rate sensitivity of Hadfield steel / D.

43. Canadinc, C. Efstathiou, H. Sehitoglu //Scripta Materialia, 2008 - Volume 59, Issue 10.-Pages 1103-1106.

44. Yan, Weilin. Thermodynamics of nanocrystilline formation in surface layer of Hadfield steel by shot peening / Weilin Yan, Liang Fang, Kun Sun, Yunhua Xu // Materials Science and Engineering: A, 2007. - Volumes 445-446. -Pages 392-397.

45. Hutchinson, Bevis. On dislocation accumulation and work hardening in Hadfield steel / Bevis Hutchinson, Norman* Ridley// Scripta Materialia, 2006 -Volume 55, Issue 4 Pages 299-302.

46. Iglesias, C. Effect of low nitrogen content on work hardening and microstructural evolution in Hadfield steel/ C. Iglesias, G. Solorzano, B. Schulz // Materials Characterization, 2009. - Volume 60, Issue 9. - Pages 971-979.

47. Efstathiou, C. Strain hardening and heterogeneous deformation during twinning in Hadfield steel / C. Efstathiou, H. Sehitoglu // Acta Materialia, 2010. -Volume 58, Issue 5. - Pages 1479-1488.

48. Corrosion-resistant analogue of Hadfield steel Materials Science and Engineering: A, / V.G. Gavriljuk, A.I. Tyshchenko, O.N. Razumov, Yu.N. Petrov, B.D. Shanina, H. Berns// Scripta Materialia, 25 March 2006, Volume 420, Issues 1-2. Pages 47-54.

49. Enhanced work hardening in Hadfield steel during explosive treatment / F.C. Liu, B. Lv, F.C. Zhang, S. Yang //Materials Letters, Volume 65, Issues 1516, August 2011, -Pages 2333-2336.

50. Astafurova, E.G. Hydrogen-induced twinning in (0 0 1) Hadfield steel single crystals / E.G. Astafurova, G.G.Zakharova, H.J.Maier// Scripta Materialia, Volume 63, Issue 12, December 2010, Pages 1189-1192.

51. Camargo, C.B. A knapsack problem as a tool to solve the productionplanning problem in small foundries / C.B. Camargo, L. M. Franklina, M.B. Toledo //Computers & Operations Research, Volume 39, Issue 1, January 2012, Pages 86-92.

52. Yuan Hsu, Fu. A multiple-gate runner system for gravity casting / Fu-Yuan Hsu, Mark R. Jolly, John Campbell // Journal of Materials Processing Technology, Volume 209, Issue 17, 19 August 2009, Pages 5736-5750.

53. Modeling of an industrial double-roll crusher of a urea granulation circuit / Ivana Cotabarren, Pablo Gastón Schulz, Verónica Bucalá, Juliana Piña // Powder Technology, Volume 183, Issue 2, 9 April 2008, Pages 224-230.

54. Bengtsson, Magnus. Measuring characteristics of aggregate material from vertical shaft impact crushers / Magnus Bengtsson, C. Magnus Evertsson // Minerals Engineering, Volume 19, Issue 15, December 2006, Pages 1479-1486.

55. Morrell, S. Predicting the specific energy required for size reduction of relatively coarse feeds in conventional crushers and high pressure grinding rolls / S. Morrell //Minerals Engineering, Volume 23, Issue 2, January 2010, -Pages 151-153.

56. Гнюсов, С.Ф. Структуры возникающие при трении композиционного материала WC-сталь Гадфильда в условиях высокоскоростногоскольжения по стали / С.Ф. Гнюсов, H.JI. Савченко, С.Н. Кульков // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2009. - № 12. - С. 18-25.

57. Гуськов, A.B. Исследование механических свойств стали Гадфильда при высокоскоростном нагружении. /А.В Гуськов, Н.О Драньков, К.Е Милевский // Деформация и разрушение материалов. 2011. - № 3. - С. 3941.

58. Деформационное поведение и откольное разрушение стали Гадфильда при ударно- волновом нагружении. /С.Ф. Гнюсов, В.П. Ротштейн, С.Д. Полевин, С.А. Кицанов // Известия высших учебных заведений. Физика. Т. 53. 2010. - №10: - С. 56-62.

59. Градиентные структурно-фазовые состояния, формирующиеся в условиях сухого трения стали Гадфильда. / Е.А. Алешина, Ю.Ф. Иванов, A.B. Колубаев, C.B. Коновалов, В.Е. Громов // Известия высших учебных заведений. Физика. Т. 51. 2008.- № 11. - С. 48-53.

60. Закономерности эволюции дислокационной субструктуры стали Гадфильда при трении. / Ю.Ф. Иванов, A.B. Громова, Е.А. Алешина, C.B. Коновалов // Деформация и разрушение материалов. — 2009. — № 7. С. 17-20.

61. Орлов, П.И. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие в 3 книгах / П.И. Орлов; Кн.2. Изд. 2-е, перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1977. - 574 с.

62. Нехендзи, Ю.А. Стальное литье / Ю.А. Нехендзи М.: Металлургиздат, 1948. — 766 с.

63. Галдин, Н.М. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок /Н.М. Галдин, В.В. Чистяков, A.A. Шатульский; под общ. Ред. В.В.

64. Чистякова. M.: Машиностроение, 1992. - 256 с.

65. Ладыженский, Б.Н. Технология изготовления стальных отливок / Б.Н. Ладыженский, В.П. Тунков. М.: Машгиз, 1957. - 256 с.

66. Mussgmig, G. Zement-Kelk-Gips / G. Mussgmig. 1958, H. 11.

67. Руссиян, C.B: Проектирование технологических процессов литйного производства / C.B. Руссиян, И.А. Баранов. -М.: Машгиз, 1951.-246 с.

68. Рыжиков, А. А. Технологические основы литейного производства: Учеб. Пособие / А. А. Рыжиков. — М.: Машгиз, 1962. 527 с.

69. Дубицкий, Г.М. Литниковые системы / Г.М. Дубицкий. М.: Машгиз, 1962.-256с.

70. Фундатор, В.И. Литниковые системы и заливка металлов / В.И. Фундатор. М.: Машгиз, 1951. - 262 с.

71. Рабинович, Б.В. Введение в литейную гидравлику / Б.В. Рабинович. — М.: Машиностроение, 1966. -423 е.: ил.

72. Кукуй, Д.М. Теория и технология литейного производства / Д.М. Кукуй, В.А. Скворцов, В.Н. Эскетова. -Мн.: Дизайн ПРО, 2000.-416 с.

73. Куманин, И.Б. Вопросы теории литейных процессов: Учебное пособие для вузов/ И.Б. Куманин. -М.: Машиностроение, 1976. — 214 с.

74. Производство стальных отливок /Л.Я. Козлов, В.М Колокольцев, К.Н. Вдовин и др; под. ред. Л.Я.Козлова. М.: «МИСИС», 2003. - 352 с.

75. Титов, Н.Д. Технология литейного производства / Н.Д. Титов, Ю.А. Степанов. М.: Машиностроение, 1978. - 432

76. Гуляев, Б.Б. Теория Литейных процессов: Учебное пособие для вузов / Б.Б. Гуляев. Л.: Машиностроение, 1976, - 216 с.

77. Pellini, W.S. Strain theory of hot tearing / W.S. Pellini //Foundry. 1952. -v.80.-pp 124-199.

78. Grozdanec, V. Contribution to the research of hot tears in steel castings / V.Grozdanec,V.Novosel-Radociv, R.Dmitrovic// AFS Trans. 1992. - pp 265272.

79. Технология литейного производства: Литье в песчаные формы.

80. Трухов А.П., Сорокин Ю.А., Ершов М.Ю. и др; под ред. А.П. Трухова. М.: Издательский центр «Академия», 2005, - 528 с.

81. Вейник, А. И. Теория затвердевания отливки / А. И. Вейник. — М.: Машгиз, 1960.-435 с.

82. Баландин, Г. Ф. Основы теории формирования отливок. В 2 ч. Ч. 1 / Г. Ф. Баландин. Л.: Машиностроение, Ленингр. отд, 1976. — 328 с.

83. Трухов, А.П. Литейные сплавы и плавка: Учебник для ВУЗ / А.П. Трухов , А.И. Маляров. М.: Издательский центр«Академия», 2004. - 336 с.

84. Дулькиев, Г. Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов / Г. Н. Дулькиев, Ю. П. Заричияк. Л.: Энергия, 1974. - 264 с.

85. Вейник, А. И. Тепловые основы теории литья / А. И. Вейник. — М.: Машгиз, 1953.-384 с.

86. Литье в кокиль. /С.Л. Бураков, А.И. Вейник, Н.П. Дубинин и др; под ред. А.И. Вейника. М.: Машиностроение, 1980, - 415 с.

87. Иванов, В.Н. Словарь-справочник по литейному производству / В.Н. Иванов. М.: Машиностроение, 1990. - 384 с.

88. Монтгомери, Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных / Д.К. Монтгомери. Л.: Судостроение, 1980. - 384 с.

89. Рихтер, Р. Конструирование технологичных отливок / Р. Рихтер. — М.: Машиностроение, 1968.-254 с.

90. Скарбинский, М.А. Конструирование отливок / М.А. Скарбинский. -М.; Л.: ГНТИ Ленингр. отд. Машгиза, 1961. 575 с.

91. Косников, Г.А. Литейное производство. Проектирование технологии получения отливок в разовых формах: Учеб. пособие / Г.А. Косников. -СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2000. 51 с.

92. Попов, А. Д. Расчет прибылей для отливок / А.Д Попов. М.; Машгиз, 1957. - 55 с.

93. Пржибыл, И Затвердевание и питание отливок / И. Пржибыл. М.; Машгиз, 1957.-287 с.

94. ГОСТ 26645-85. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров,массы и припуски на механическую обработку. Введен. 1990 — 01— 01. — М.: Изд-во стандартов, 1989. 32 с.

95. Вопросы теории литейных процессов / П.Н. Аксенов, П.П. Берг, А.И. Вейник и др. М.: Машгиз, 1960. - 486 с.

96. Дурина, Т.А. Физико-химические основы литейного производства: Учеб. пособие / Т.А. Дурина. Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2009. - 138 с.

97. ГОСТ 3212 — 92. Комплекты модельные. Уклоны формовочные, стержневые знаки, допуски размеров. Введен 1991-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1989. - 18 с.

98. ГОСТ 3.1125-88. Правила графического выполнения элементов литейных форм и отливок. Введен 1987-01-01. М.: Изд-во стандартов, 1989.-26 с.

99. Материаловедение: Учебник для ВТУЗ /Б.Н. Арзамасов, И.И. Сидорин, Г.Ф. Косолапов, и др; под общ. ред. Б.Н. Арзамасов. 2-е изд., испр. и доп. — М.: Машиностроение. 1986. — 384 с.

100. Ткачев, В.М. О критериях оценки дефектности отливок /В.М. Ткачев// Неметаллические включения и газы в литейных сплавах: Тезисы докладов 12-й Международной научно-технической конференции. Запорожье: Изд-во ЗНТУ, 2009, с. 84 88.

101. Голод, В.М. Компьютерный анализ литейной технологии, проблемы его информационного обеспечения и адаптации к условиям производства. /В. М. Голод // Вестник Удмуртского Университета. Физика. Химия. Вып. 1. - 2008. - 67-87 с.

102. Дембовский, В.В. Компьютерные технологии в металлургии и литейном производстве: учеб. пособие; 41 / В.В. Дембовский. СПб.: СЗТУ, 2003.-145 с.

103. Ласьков, Н.А. Влияние конструкции и положения горизонтальных литниковых систем на дефектность литых плит /Н.А. Ласьков, А.В. Карпинский, В.М. Ткачев // Литейщик России. 2009. - № 6. - С. 36 - 40.

104. Ласьков, Н.А. Дефектность литых ассиметрично оребренных литыхплит из стали 110Г13Л /H.A. Ласьков, В.М. Ткачев, A.B. Карпинский// Литейщик России. 2009. - № 12. - С. 29 - 31.

105. Ткачев, В.М. Влияние положения стояка на коробление и дефектность отливок-плит /В.М. Ткачев, H.A. Ласьков, И.Н. Ердаков// Заготовительные производства в машиностроении. — 2010. — № 6. — С. 9 — 10.

106. Ердаков, И.Н. Исследование процесса изготовления литой плиты методом планируемого эксперимента /И.Н. Ердаков, В.М. Ткачев // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Металлургия». Вып. 15. -2010.- №13. -С. 46-49.

107. Вирт, Н.П. Алгоритмы и структуры данных /П. Н. Вирт — СПб.: Невский Диалект, 2008. 150 с.

108. УТВЕРЖДАЮ» Ректор Челябинского института ШшТЙгшай/ РГТУ/