автореферат диссертации по металлургии, 05.16.01, диссертация на тему:Состав, структура и свойства износостойких белых чугунов для деталей горно-обогатительного оборудования, работающих при повышенных температурах

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

003067436

ШЕКУНОВ ЕВГЕНИИ ВЛАДИМИРОВИЧ

СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ИЗНОСОСТОЙКИХ БЕЛЫХ ЧУГУИОВ ДЛЯ ДЕТАЛЕЙ ГОРНО-ОБОГАТИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ, РАБОТАЮЩИХ ПРИ ПОВЫШЕННЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ

Специальность 05.16.01 - Металловедение и термическая обработка

металлов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Челябинск - 2006

003067436

Работа выполнена на кафедре материаловедения и термической обработки металлов ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».

Научный руководитель:

кандидат технических наук, доцент Петроченко Елена Васильевна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Корягин Юрий Дмитриевич, кандидат технических наук, доцент Протопопов Виктор Анатольевич

Ведущая организация:

ОАО «Баймакский литейно-механический завод» г. Баймак, р. Башкортостан

Защита состоится 24 января 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.298.01 при Южно-Уральском государственном университете по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76, ЮУрГУ, Ученый совет университета; тел. (351) 267-91-23

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮжноУральского государственного университета.

Автореферат разослан «/?» декабря 2006 года.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук, профессор

Мирзаев Д. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

С развитием современной техники к качеству, эксплуатационным и служебным характеристикам изделий, работающих в условиях абразивного изнашивания, предъявляются все более высокие требования, что вызывает необходимость постоянного совершенствования составов сплавов, применяемых для изготовления таких изделий, и технологии их производства.

Многие детали агрегатов горно-обогатительного производства работают в условиях интенсивного абразивного изнашивания при температурах 400 - 800 °С. Материал, применяемый для изготовления таких деталей, должен обладать высокой твердостью, износостойкостью и хорошими показателями жаростойкости. В качестве такого материала возможно использование белых износостойких чугунов со значительным содержанием упрочняющей фазы.

В настоящее время в литературе представлены результаты многочисленных исследований посвященных общим закономерностям абразивного изнашивания, разработке новых составов чугунов, предназначенных для работы в различных условиях изнашивания, и технологии их изготовления. Однако ряд проблем в этой области остается не решенным. Недостаточно проработаны вопросы взаимосвязи химического состава, структуры, механических свойств и износостойкости различных легированных чугунов, влияния скорости охлаждения при кристаллизации на структуру и свойства. Практически отсутствуют систематические данные о специальных свойствах износостойких белых чугунов, таких как окалиностой-кость и ростоустойчивость. Отсутствие таких данных не позволяет достаточно обоснованно разрабатывать составы чугунов, работающих в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах.

Цель работы заключается в разработке составов износостойких белых чугунов для деталей горно-обогатительного производства, работающих в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах, взамен применяемых в настоящее время сталей.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Исследование влияния комплексного легирования на особенности формирования структуры белых чугунов.

2. Исследование свойств комплексно-легированных чугунов и построение математических моделей, отражающих влияние углерода, хрома, ванадия и титана на структуру, механические и специальные (окапино-стойкость, ростоустойчивость) свойства, а также, влияние параметров микроструктуры на твердость и износостойкость.

3. Исследование влияния скорости охлаждения при затвердевании на структуру и свойства износостойких белых комплексно-легированных чугунов.

4. Изучение изменений на поверхности трения исследуемых чугунов в процессе изнашивания.

5. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства износостойких белых комплексно-легированных чугунов.

6. Оптимизация химических составов износостойких белых комплексно-легированных чугунов для условий абразивного изнашивания.

7. Опытно-промышленное опробование деталей из новых составов чугунов в производственных условиях.

Научная новизна работы.

1. Изучены основные закономерности формирования структуры белых комплексно-легированных чугунов в зависимости от химического состава и условий охлаждения при затвердевании.

2. Установлены взаимосвязи химического состава, структуры, износостойкости, жаростойкости и механических свойств белых комплексно-легированных чугунов.

3. Разработаны оптимальные составы износостойких белых комплексно-легированных чугунов, работающих в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах.

4. Изучено влияние термической обработки на структуру и свойства оптимизированных составов белых комплексно-легированных чугунов.

Практическая ценность и реализация результатов работы.

Установлено, что изученные комплексно-легированные чугуны обладают высоким комплексом свойств, обеспечивающим возможность их применения для изготовления деталей горно-обогатительного производства. Разработаны составы хромотитанового чугуна, предназначенного для работы в условиях абразивного изнашивания при температурах до 800 °С, и чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, предназначенного для работы в условиях интенсивного абразивного изнашивания при температурах до 600 °С, а также режимы их термической обработки.

Из разработанного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном изготовлена опытно-промышленная партия броневых плит желобов агломерационных машин. Броневые плиты прошли испытания на агломерационной машине № 8 горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), Срок службы броневых плит из предложенных чугунов в 1,5 - 1,75 раза больше базовых и составил 12-14 месяцев. В настоящее время броневые плиты агломерационных машин из разработанного состава износостойкого белого чугуна внедрены в производство.

Основные результаты, выносимые на защиту.

1. Результаты исследования механических свойств, износостойкости и жаростойкости белых комплексно-легированных чугунов.

2. Закономерности влияния химического состава и скорости охлаждения при затвердевании на структуру и свойства белых комплексно-легированных чугунов.

3. Результаты исследования влияния термической обработки на структуру и свойства оптимизированных составов белых комплексно-легированных чугунов.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг. (Магнитогорск, 2004 г.), 1-й международной конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века» (Москва, 2005 г.), 8-й международной научно-практической конференции «Наука и образование - 2005» (Днепропетровск, 2005 г.), 4-й межрегиональной научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку» (Братск, 2005 г.), 9-й научно-технической конференции молодых специалистов ЗАО «МРК» (Магнитогорск, 2005 г.), международной научно-технической конференции молодых специалистов, посвященной 100-летию со дня рождения Г.И. Носова (Магнитогорск, 2005 г.), международной научно-технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 2005 г.), 10-й научно-технической конференции молодых специалистов ЗАО «МРК» (Магнитогорск, 2006 г.).

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 14 научных работ.

Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка и 4 приложений. Диссертация изложена на 157 страницах машинописного текста, иллюстрирована 43 рисунками, содержит 38 таблиц, библиографический список включает 109 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, представлена научная новизна, практическая ценность и реализация результатов работы.

В первой главе приведен анализ условий работы деталей горнообогатительного оборудования. Приведены данные о структуре и свойствах сплавов, применяемых в настоящий момент для изготовления деталей оборудования горно-обогатительного производства. Показана целесообразность применения для изготовления таких деталей белых износостой-

ких чугунов. Представлен анализ литературных данных, раскрывающих основные закономерности абразивного изнашивания.

Приведены данные о влиянии химического состава на структуру и свойства белых чугунов. Выявлено положительное влияние хрома, ванадия и титана на твердость и износостойкость белых чугунов. Показано влияние на сопротивление абразивному изнашиванию структурного состояния чугуна, взаимного расположения и количественного соотношения отдельных структурных составляющих.

Рассмотрена возможность повышения механических свойств и износостойкости чугуна при помощи термической обработки.

Описаны процессы, происходящие при работе изделия в атмосферных условиях и повышенных температурах. Основным свойством, обеспечивающим успешную работы изделия в таких условиях, является жаростойкость.

На основании анализа литературных данных осуществлена постановка задач исследования.

Во второй главе приведена методика проведения исследований, применяемые материалы и оборудование.

Экспериментальные образцы чугунов для изучения структуры и свойств получали в индукционной печи ИСТ-006 с основной футеровкой. Шихтовыми материалами при выплавке служили высокоуглеродистый феррохром марки ФХ-650А, чугун марки П1, низкоуглеродистая сталь, электродный графит марки ЭГ-0, феррованадий марки ФВд40, ферроти-тан марки ФТи 32. Температура расплава в момент разливки составляла 1470-1500 °С. Заливку образцов проводили в чугунный кокиль и песчано-глинистые формы (ПГФ): сырую, сухую.

Испытания на абразивную износостойкость проводились в соответствии с ГОСТ 23.208 - 79. В качестве эталона использовалась сталь 45, в качестве абразива - электрокорунд зернистостью № 16.

Временное сопротивление разрыву определяли по ГОСТ 1497-75 на разрывной машине «Инстрон-1195».

Твердость образцов по Роквеллу определяли в соответствии с ГОСТ 9013-59 вдавливанием алмазного конуса.

Измерение микротвердости проводилось на приборе ПМТ-3 (ТУ 33.1377-83) по ГОСТ 9450-76 при нагрузке 50 и 100 г.

Микроструктуру образцов исследуемых чугунов выявляли травлением в реактиве Марбле.

Металлографические исследования микроструктуры сплавов и поверхности изнашивания проводили на оптических микроскопах МИМ-7, «МЕТАМ-ЛВ31», «Ер^иаШ» при увеличении от 100 до 1000 крат.

Количественный металлографический анализ был проведен с применением компьютерной системы анализа изображения SIAMS 600. Измерение осуществляли в режиме визуального слежения на поперечных шлифах до, и после травления.

Фазовый состав сплавов определяли рентгеноструктурным анализом на дифрактометре ДРОН - 1 в кобальтовом Яа-излучении.

Испытания на окапиностойкость проводились в соответствии с ГОСТ 6130-71. Окапиностойкость определялась после выдержки образцов в печи с воздушной атмосферой в течении 100 часов при постоянной температуре 800 °С по увеличению массы образца.

Ростоустойчивость определяли по ГОСТ 6679-82 по изменению линейных размеров образцов после выдержки в печи с воздушной атмосферой в течение 150 часов при постоянной температуре 800 °С.

Построение математических моделей проводилась по стандартным методикам и с использованием пакетов электронных таблиц программы "EXCEL 2000".

Оптимизация состава нового износостойкого чугуна осуществлялась при помощи метода крутого восхождения (Бокса-Уилсона).

Коэффициенты влияния легирующих элементов на свойства чугуна определяли с помощью нейросетевой программы «Модель».

В третьей главе приведены результаты исследования влияния химического состава, скорости охлаждения при затвердевании и режимов термической обработки на структуру, фазовый состав, твердость, износостойкость жаростойкость хромотитановых чугунов.

Исследование хромотитановых чугунов проводили при следующем изменении содержания элементов, %: углерод - 2,0 - 2,5; хром - 10,0 -14,0; титан - 0,3 - 0,6. С целью изучения влияния скорости охлаждения на структуру и свойства, отливку чугунов производили в различные типы форм: сухую и сырую песчано-глинистые формы (ПГФ) и чугунный кокиль.

Микроструктура хромотитановых чугунов состоит из дендритов аустенита (или продуктов его распада) и аустенито-хромистокарбидной эвтектики.

Титан, обладая большим сродством к углероду, чем хром, при кристаллизации чугуна образует дисперсные карбиды, которые, являясь центрами зарождения, способствуют измельчению структурных составляющих чугуна. Карбиды титана находятся в виде изолированных включений и обладают высокой твердостью (30000-32000 МПа). Объёмная доля карбидов титана изменяется от 0,3 до 1,5 %, средний размер - от 0,4 до 3,9 мкм. В чугунах с максимальным количеством (0,6 %) титана наблюдается увеличение количества этих карбидов (с 0,3 - 1,0 % до 0,8 -1,5 %).

Легирование чугуна хромом позволило добиться инверсии микроструктуры путем замены ледебуритной эвтектики на базе цементита на аустенито-хромистокарбидную эвтектику на базе карбида (Сг, Ре)7С3.

Рентгеноструктурный анализ показал, что фазовый состав металлической основы исследуемых чугунов в литом состоянии представляет собой а-фазу (33 - 73 %) и у-фазу (27 - 67 %). С увеличением скорости охлаждения при затвердевании происходит увеличение количества у-фазы.

Результаты рентгеноструктурного анализа и значения микротвердости показывают, что металлическая основа хромотитановых чугунов состоит из мартенсита и аустенита, а в структуре образцов, охлажденных в ПГФ, встречаются перлитные участки, располагающиеся по границам и в объеме эвтектических колоний. С увеличением скорости охлаждения диффузионный распад аустенита подавляется.

Микротвердость перлитных участков металлической основы хромотитановых чугунов составляет 900 - 3200 МПа, мартенсито-аустенитных участков - 5000 - 10500 МПа. Микротвердость эвтектики составляет 1600 - 4000 МПа и 6000 - 11000 МПа, в зависимости от ее структурного состава.

Объёмная доля карбидов хрома составляет 11 - 27 %, средний размер карбидов - 1,5 - 7,5 мкм. Объёмная доля карбидов хрома и их средние размеры уменьшается при увеличении скорости охлаждения.

С увеличением скорости охлаждения при затвердевании твердость хромотитановых чугунов возрастает с 46 до 62 НШГ, ед., а износостойкость возрастает с 4,0 до 6,9 ед. (рис. 1).

По результатам исследований были получены математические зависимости, описывающие взаимосвязь химического состава с параметрами микроструктуры, твердостью и износостойкостью хромотитановых чугунов, кристаллизовавшихся с различными скоростями. Также получены коэффициенты весового влияния легирующих элементов на параметры микроструктуры, твердость и износостойкость хромотитановых чугунов. На основе полученных зависимостей и коэффициентов, проведена оптимизация состава и разработан новый состав хромотитанового чугуна при следующем соотношении компонентов, %: углерод - 2,2 -2,45; хром - 13,8 - 14,0; титан - 0,4-0,5.

Способность хромотитановых чугунов к фрикционному упрочнению оценивалась по изменению микротвердости металлической основы до и после изнашивания, а также с помощью фазового рентгеноструктурного анализа. В результате изнашивания, микротвердость металлической основы возрастает в среднем на 10-30 %, как за счет наклепа, так и за счет деформационного мартенситного превращения метастабильного аустенита.

Твердость хромотитановых чугунов 100

о се

X

50

МШ

1 2 3 4 5 6 7 8 номер состава чугуна

□ сухая ПГФ

в сырая ПГФ

□ кокиль

а)

Износостойкость яюматитаноеыхчууюе

-¡¡¡ви

О сухая ПГФ В сырая ПГФ □ кокиль

1 2 3 4 5 6 7 номер состава ч^уна

б)

Рнс. 1 Твердость и износостойкость различных составов хромотитановых чугунов: 1 -ИЧ200Х10Т; 2 - ИЧ250Х10Т; 3 - ИЧ200Х14Т; 4 -ИЧ250Х14Т;

5 - ИЧ200Х10Т; 6 - ИЧ250Х10Т; 7 - ИЧ200Х14Т; 8 - ИЧ250Х14Т (чугуны 1-4 содержат 0,3 % Т!, чугуны 5-8 содержат 0,6 % Л)

С целью изучения поведения хромотитановых чугунов при работе в условиях повышенных температур были проведены эксперименты по определению их жаростойкости (окалиностойкости и ростоустойчивости). Исследуемые чугуны удовлетворяют требованиям ГОСТ по показателям окалиностойкости и ростоустойчивости.

Дополнительное увеличение твердости и износостойкости хромотитановых чугунов было достигнуто путем термической обработки. Наибольшее увеличение твердости и износостойкости достигается после закалки от температуры 950 °С (охлаждение в масло) и последующего отпуска при температуре 180 - 200 °С. Твердость оптимизированного состава чугуна, закаленного с температуры 950 °С, составляет 65,0 - 66,5 НЯС, а износостойкость - 7,71 - 8,64 ед.

В четвертой главе приводятся результаты исследования влияния химического состава на структуру, фазовый состав, механические и специальные свойства чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, результаты исследования превращений на поверхности изнашивания, а также влияния на свойства чугуна параметров микроструктуры и режима термической обработки.

Для исследования чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном был спланирован и проведен дробный факторный эксперимент при следующем изменении факторов, %: углерод - 2,8;3,4; хром - 15,0;20,0; ванадий - 1,0;3,0; титан - 0,3;0,8.

Металлографическим анализом в чугунах, легированных хромом, ванадием и титаном выявлено четыре типа структуры. Структура доэвтек-тических чугунов состоит из дендритов аустенита (или продуктов его распада) и аустенито-хромистокарбидной эвтектики, заэвтектических - из первичных карбидов хрома и эвтектики. В структуре эвтектических чугунов присутствует два вида эвтектик - двойная, состоящая из аустенита (или продуктов его распада) и карбида хрома, и тройная, состоящая из аустенита, карбида хрома и карбида (Т1,У)С. Также во всех образцах присутствуют мелкие и равномерно распределенные комплексные карбиды титана и ванадия. Объемная доля карбидов хрома составляет 30 - 50 %.

Рентгеноструктурный, металлографический и дюрометрический анализ показал, что фазовый состав металлической основы чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном в литом состоянии представляет собой а-фазу (мартенсит - 25 - 85 %), у-фазу (аустенит - 15 - 75 %), также в структуре присутствуют комплексный карбид (Т1,У)С и карбид хрома (Сг, Ре)7С3

Микротвердость мартенсито-аустенитной металлической основы исследуемых чугунов составляет 5200 - 9200 МПа.

Абразивная износостойкость чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном составляет 8 - 15 ед. Увеличение абразивной износостойкости происходит при увеличении микротвердости металлической основы и объёма карбидной фазы чугунов (до появления первичных карбидов, т.к. они склонны к выкрашиванию в процессе изнашивания).

В результате испытаний чугунов на жаростойкость было выявлено отрицательное влияние ванадия при температуре испытания 800 °С. Чу-гуны с максимальным содержанием ванадия (3,0 %) имели рыхлую окалину и низкие показатели окалиностойкости и ростоустойчивости вследствие образования при температуре 650 - 700 °С оксида ванадия У205, который не образует сплошной защитной пленки и растворяет оксиды других металлов. В связи с этим, максимальные рабочие температуры изделий из чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном не должны превышать 650 °С.

Увеличению показателей жаростойкости исследованных чугунов способствует получение эвтектических композиций с равномерной дисперсной структурой - металлическая основа со стабилизированной легирующими добавками карбидной фазой.

Проведенные исследования позволили получить математические зависимости, описывающие взаимосвязь химического состава, параметров микроструктуры, твердости и износостойкости чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, кристаллизовавшихся с различными скоростями. На их основе проведена оптимизация состава и разработан новый состав чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном при следующем содержании элементов, %: углерод - 2,8 - 2,9; хром - 15,0 - 16,0; ванадий - 2,4 - 3,0; титан - 0,65-0,8.

Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства показало, что наиболее благоприятным режимом термической обработки оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, обеспечивающим максимальную твердость и износостойкость, является закалка в масло с температуры 1000 °С (рис. 2).

S 57-

н 55 J-,-,-,---,

650 900 950 1000 1050 1100

TtMUfmypt, трал

а)

х 4 ^-•-----1-'

850 900 950 1000 1050 1100

Таимратура, град.

б)

Рис. 2 Влияние температуры нагрева под закалку на твердость (а) и износостойкость (б) чугуна ИЧ290Х16ФЗТ

Для снижения напряжений, возникающих в детали в результате закалки, необходимо проводить низкий отпуск при 180 - 200 °С.

Твердость оптимизированного состава чугуна, закаленного с температуры 1000 °С, составляет (в зависимости от скорости охлаждения) 57,0 - 67,0 HRC, а износостойкость 12,5 - 13,8 ед.

В пятой главе представлены результаты опытно-промышленного опробования выбранных составов чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном.

На основании проведенных исследований для изготовления броневых плит желобов агломерационных машин в условиях горнообогатительного производства ОАО «ММК» использовали следующие составы чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном: 2,8 - 2,9 % углерода, 15,0 - 16,0 % хрома, 2,4 - 3,0 % ванадия, 0,65 - 0,8 % титана. Микроструктура чугуна представлена на рис. 3.

X 500

Рис. 3 Микроструктура чугуна ИЧ290Х16ФЗТ

Чугуны выплавляли в индукционной печи с основной футеровкой. В печь загружали чугун, стальной лом и графит, нагревали до температуры 1380 - 1400 °С, вводили феррохром и феррованадий и перед выпуском - ферротитан. Заливку чугуна проводили в сырые песчано-глинистые формы.

Механическая обработка полученных изделий не проводилась, т.к. при отливке удается получить изделие нужной конфигурации и с качеством поверхности, удовлетворяющим требованиям горно-обогатительного производства ОАО «ММК».

В случае необходимости проведения механической обработки отливок, технологическим процессом предусмотрена смягчающая термическая обработка по следующим режимам:

- нагрев до 950 - 1000 °С, выдержка 1 час, охлаждение вместе с печью до 750 °С, выдержка 1 час, охлаждение до 650 °С, выдержка 1 час, охлаждение до 100 - 150 °С вместе с печью, а затем на воздухе до комнатной температуры;

- нагрев до 950 - 1000 °С, охлаждение с печью до 150 - 200 °С, повторный нагрев до 700 °С с выдержкой 1 час и охлаждение вместе с печью до 150 - 200 °С, а затем охлаждение на воздухе до комнатной температуры.

Твердость чугунов, термообработанных по этим режимам составляет 30 - 35 ед. НЯС. После такой обработки чугуны удовлетворительно обрабатываются твердосплавными резцами. Однако после механической обработки изделия необходимо подвергать упрочняющей термической обработке.

Отливки броневых плит желобов агломерационных машин из оптимизированных составов износостойких чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном успешно прошли испытания на агломерационной машине № 8 горно-обогатительного производства ОАО «ММК». Срок службы броневых плит из предложенных чугунов в 1,5 - 1,75 раза больше базовых и составил 12-14 месяцев. Стоимость опытных броневых плит желобов агломерационных машин на 10 % выше используемых.

В настоящее время броневые плиты желобов агломерационных машин горно-обогатительного производства из оптимизированных составов износостойких чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном внедрены в производство.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что увеличение скорости охлаждения при кристаллизации хромотитановых чугунов (заливка в чугунный кокиль) способствует диспергированию структурных составляющих, подавлению распада аустенита в перлитной области, увеличению микротвердости металлической основы. В результате твердость возрастает с 46 НЯС до 62 НЯС, абразивная износостойкость изменяется с 4,0 ед. до 6,45 ед.

Абразивная износостойкость чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном составляет 8 - 15 ед. Увеличение износостойкости происходит при увеличении микротвердости металлической основы и объёма карбидной фазы чугунов. Наиболее благоприятным комплексом свойств (износостойкость, твердость, временное сопротивление) обладают чугуны, микроструктура которых состоит из мартенсито-аустенитной металлической основы (25 - 35 % аустенита) с равномерно распределенной в ней эвтектической карбидной фазой. Такого комплекса свойств чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном можно достичь при охлаждении в сырой песчано-глинистой форме.

2. Показано, что в процессе изнашивания хромотитановых чугунов и чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном происходит увеличение микротвердости поверхностных слоев, обусловленное как наклепом, возникающем в результате трения, так и превращением метаста-бильного аустенита в мартенсит деформации (распадается от 20 до 80 %), что приводит к повышению абразивной износостойкости.

3. Установлены зависимости показателей жаростойкости (окалино-стойкость и ростоустойчивость) изученных чугунов от химического состава. Образовавшаяся на поверхности хромотитановых чугунов оксидная пленка, является сплошной, без разрывов, обладает достаточно хорошим сцеплением с металлической основой, препятствует проникновению кислорода вглубь отливки, что положительно сказывается на окалиностой-кости и ростоустойчивости.

Отрицательное влияние ванадия на показатели жаростойкости чугунов вызвано образованием при температуре 650 - 700 °С оксида V2O5, который не образует сплошной защитной пленки и растворяет оксиды других металлов. В связи с этим, максимальные рабочие температуры изделий из чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном не должны превышать 650 °С.

Лучшими показателями жаростойкости среди исследованных чугунов обладают эвтектические композиции с равномерной дисперсной структурой - металлическая основа со стабилизированной легирующими добавками карбидной фазой.

4. Получены математические зависимости, описывающие взаимосвязь химического состава с параметрами микроструктуры, механическими и специальными свойствами изученных чугунов, кристаллизовавшихся с различными скоростями охлаждения. Также получены коэффициенты весового влияния легирующих элементов на параметры микроструктуры, механические и специальные свойства чугунов.

5. Разработаны составы чугунов при следующем содержании элементов:

• хромотитановый чугун: 2,2 - 2,45 % углерода, 13,8 - 14,0 % хрома, 0,4 - 0,5 % титана, предназначенный для работы в условиях абразивного изнашивания при температурах до 800 °С;

• чугун, легированный хромом, ванадием и титаном: 2,8 - 2,9 % углерода, 15,0 - 16,0 % хрома, 2,4 - 3,0 % ванадия, 0,65 - 0,8 % титана, предназначенный для работы в условиях интенсивного абразивного изнашивания при температурах до 600 °С.

6. Показана возможность увеличения твердости и износостойкости оптимизированных составов хромотитановых и чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном с помощью термической обработки. Наибольшее увеличение твердости и износостойкости хромотитанового чугуна происходит после закалки от температуры 950 °С (охлаждение в масло) и последующем отпуске при температуре 180 - 200 °С. Твердость опти-

мизированного состава хромотитанового чугуна после такой термической обработки составляет (в зависимости от скорости охлаждения при затвердевании) 65,0 - 66,5 HRC, а износостойкость - 7,71 - 8,64 ед. Наиболее благоприятным режимом термической обработки оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном является закалка в масло с температуры 1000 °С. Для снижения напряжений, возникающих в детали в результате закалки, необходимо проводить низкий отпуск при 180 - 200 °С. Твердость оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, закаленного с температуры 1000 °С, составляет (в зависимости от скорости охлаждения при затвердевании) 57,0 - 67,0 HRC, а износостойкость достигает 12,5 - 13,8 ед.

7. Опытно-промышленное опробование броневых плит желобов агломерационных машин горно-обогатительного производства, изготовленных из оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, показало, что их срок службы в 1,5 - 1,75 раза превысил срок службы броневых плит применяемых в настоящее время и составил 12-14 месяцев.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Петроченко Е.В., Емелюшин А.Н., Шекунов Е.В., Артемьева М.И. Влияние химического состава на износостойкость высокохромистых чугунов // Литейные процессы. Вып. 3: Межрегион, сб. науч. тр./ Под ред.

B.М. Колокольцева.- Магнитогорск: МГТУ, 2003. - С. 28-31.

2. Петроченко Е.В., Шекунов Е.В., Петроченко О.С., Петроченко Т.С. Влияние химического состава на структуру и свойства белых ванадиевых чугунов //Материаловедение и термическая обработка: Межрегион. сб. науч. тр./ Под ред. А.Н. Емелюшина,- Магнитогорск: МГТУ, 2004,-

C. 44-47.

3. Петроченко Е.В., Емелюшин А.Н., Шекунов Е.В. Влияние химического состава на структуру и свойства комплексно-легированных чугунов // Материалы 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг.: сб. докл. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - Т. 1. - С. 80-84.

4. Шекунов Е.В., Петроченко Е.В., Потапов М.Г. Исследование влияния структуры на износостойкость комплексно-легированных хромистых чугунов // Металлургия XXI века: Сборник трудов 1-й международной конференции молодых специалистов,- М.: ВНИИМЕТМАШ им. акад. А.И. Целикова, 2005. - С. 26-30.

5. Петроченко Е.В., Потапов М.Г., Шекунов Е.В. Разработка состава и исследование структуры комплексно-легированного хромистого чугуна для деталей специального назначения // Материалы 8-й Международной научно-практической конференции «Наука и образование - 2005». - Днепропетровск: Наука и образование, 2005. - Т.58. Техника - С. 28-31.

6. Петроченко Е.В., Шекунов Е.В. Повышение стойкости деталей оборудования изготовлением их из комплексно-легированных белых чу-гунов // Механики XXI веку. 4-я Межрегиональная научно-техническая конференция с международным участием: Сборник докладов. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ»,2005.-С. 214-219.

7. Шекунов Е.В., Петроченко Е.В. Исследование влияния структуры на износостойкость комплексно-легированных хромистых чугунов // Сборник тезисов докладов 9-й научно-технической конференции молодых специалистов ЗАО «МРК».- Магнитогорск, 2005. - С. 113-114.

8. Шекунов Е.В., Петроченко Е.В. Комплексный анализ структуры и свойств сплавов системы Fe-C-Cr-V-Ti // Сборник тезисов докладов международной научно-технической конференции молодых специалистов, посвященной 100-летию со дня рождения Г.И. Носова. - Магнитогорск, 2005.-С. 377-378.

9. Емелюшин А.Н., Петроченко Е.В., Шекунов Е.В. Разработка состава легированного белого чугуна для литых деталей, работающих в условиях интенсивного абразивного изнашивания // Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы: Сборник статей международной научно-технической конференции - Волжский: Волжский институт строительства и технологий, 2005. - С. 62-65.

10. Емелюшин А.Н., Петроченко Е.В., Шекунов Е.В., Петроченко О.С. Новый состав износостойкого чугуна для деталей специального назначения // Абразивное производство: Сборник научных трудов / под ред. Б.А. Чаплыгина - Челябинск: Издательство ЮУрГУ, 2005. - С. 11-14.

11. Потапов М.Г., Шекунов Е.В., Кинзябулатов P.P., Нефедьев A.A. Разработка нового состава жаро-износостойкого чугуна // Сборник научных трудов студентов «Молодежь. Наука. Будущее» / под ред. JI.B. Радионовой. Выпуск 4. - Магнитогорск, 2005. - С. 62-64.

12. Шекунов Е.В., Емелюшин А.Н., Петроченко Е.В., Потапов М.Г. Оценка влияния химического состава и структуры на специальные свойства белых чугунов // Сборник тезисов докладов 10-й научно-технической конференции молодых специалистов ЗАО «МРК». - Магнитогорск, 2006. -С. 162-163.

13. М.Г. Потапов, Е.В. Петроченко, Е.В. Шекунов, П.А. Молочков Синтез нового состава износостойкого чугуна для отливок специального

назначения, исследование его структуры и свойств // Литейщик России -2005. -№ 7. - С. 12-15. (входит в реестр ВАК)

14. Петроченко Е.В., Шекунов Е.В. Разработка нового состава хро-мотитанового чугуна для работы в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах // Известия ЧНЦ УрО РАН - 2006. - Вып. 4. - С. 96 - 101. (входит в реестр ВАК)

Подписано в печать 15.12.06. Формат60х84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ 860.

455000, Магнитогорск, пр. Ленина, 38 Полиграфический участок ГОУ ВПО «МГТУ»

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1. Условия эксплуатации и стойкость деталей горно-обогатительного оборудования.

1.2. Износостойкость различных материалов при абразивном изнашивании.

1.2.1. Основные закономерности абразивного изнашивания.

1.2.2. Чугуны, применяемые для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания.

1.2.3. Влияние химического состава на структуру и износостойкость.

1.2.4. Влияние структуры на износостойкость.

1.2.5. Влияние термической обработки на структуру и износостойкость.

1.3. Факторы, влияющие на жаростойкость.

1.4. Постановка задачи исследования.

Выводы по первой главе.

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ.

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ.

2.1. Материалы, используемые для выплавки.

2.2. Определение износостойкости и механических свойств.

2.3. Методика металлографического анализа.

2.4. Методика рентгеноструктурного анализа.

2.5. Методика определения окалиностойкости и ростоустойчивости.

2.6. Методики построения математических моделей, оптимизации химических составов и определения коэффициентов влияния легирующих элементов.

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ХРОМОТИТАНОВЫХ ЧУГУНОВ.

3.1. Исследование параметров микроструктуры и фазового состава хромотитановых чугунов.

3.2. Твердость и износостойкость хромотитановых чугунов.

3.3. Исследование жаростойкости хромотитановых чугунов.

3.4. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства оптимизированного состава хромотитанового чугуна.

Выводы по третьей главе.

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, ФАЗОВОГО СОСТАВА И СВОЙСТВ ЧУГУНОВ, ЛЕГИРОВАННЫХ ХРОМОМ, ВАНАДИЕМ И ТИТАНОМ.

4.1. Выбор легирующего комплекса.

4.2. Исследование микроструктуры и фазового состава чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном.

4.3. Исследование износостойкости и механических свойств чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном.

4.4. Исследование жаростойкости чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном.

4.5. Исследование поверхности изнашивания чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном.

4.6. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном.

Выводы по четвертой главе.

Глава 5. ОПЫТНО-ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО СОСТАВА ЧУГУНА.

Современная промышленность предъявляет все более жесткие требования к служебным характеристикам используемых материалов. Так, в связи с увеличением удельных нагрузок на детали машин и агрегатов износостойкость последних имеет очень большое значение.

Многие детали агрегатов горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», такие как броневые плиты желобов агломерационных машин (разгрузочной части агломерационной машины), работают в условиях абразивного изнашивания. Кроме абразивного изнашивания, броневые плиты желобов агломерационных машин подвергаются возо действию периодически изменяющихся рабочих температур (400 - 800 С). Броневые плиты изготавливают из стали 1 ЮГ13Л на ЗАО «Механоремонтный комплекс» ОАО «ММК». Их стойкость в настоящий момент составляет 38 месяцев. Однако сталь 110Г13Л предназначена для работы в условиях ударно-абразивного изнашивания. При безударном изнашивании ее износостойкость не высока. Броневые плиты желобов агломерационных машин работают в условиях безударного абразивного изнашивания при значительных температурах. В связи с этим применение стали 110Г13Л для изготовления этих изделий нецелесообразно.

В условиях износа, не связанных с большими ударными нагрузками, хорошо зарекомендовали себя белые износостойкие чугуны с высокой исходной твердостью и значительным содержанием упрочняющей фазы.

С развитием современной техники к качеству, эксплуатационным и служебным характеристикам белых износостойких чугунов предъявляются все более высокие требования, что вызывает необходимость постоянного совершенствования их состава, т.к. от этого зависит увеличение срока службы деталей. В этой связи важной является проблема повышения механических и специальных свойств деталей.

В настоящее время в литературе представлены результаты многочисленных исследований, посвященных общим закономерностям абразивного изнашивания, разработке новых составов чугунов, предназначенных для работы в различных условиях изнашивания, и технологии их изготовления. Однако ряд проблем в этой области остается не решенным. Недостаточно проработаны вопросы взаимосвязи химического состава, структуры, механических свойств и износостойкости различных легированных чугунов, влияния скорости охлаждения при кристаллизации на структуру и свойства. Практически отсутствуют систематические данные о специальных свойствах износостойких белых чугунов, таких как окалиностойкость и ростоустойчивость. Отсутствие таких данных не позволяет достаточно обоснованно разрабатывать составы чугунов, работающих в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах.

Цель работы заключается в разработке составов износостойких белых чугунов для деталей горно-обогатительного производства, работающих в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах, взамен применяемых в настоящее время сталей.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

1. Исследование влияния комплексного легирования на особенности формирования структуры белых чугунов.

2. Исследование свойств комплексно-легированных чугунов и построение математических моделей, отражающих влияние углерода, хрома, ванадия и титана на структуру, механические и специальные (окалиностойкость, ростоустойчивость) свойства, а также влияние параметров микроструктуры на твердость и износостойкость.

3. Исследование влияния скорости охлаждения при затвердевании на структуру и свойства износостойких белых комплексно-легированных чугунов.

4. Изучение изменений на поверхности трения исследуемых чугунов в процессе изнашивания.

5. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства износостойких белых комплексно-легированных чугунов.

6. Оптимизация химических составов износостойких белых комплексно-легированных чугунов для условий абразивного изнашивания.

7. Опытно-промышленное опробование деталей из новых составов чугунов в производственных условиях.

Научная новизна работы

1. Изучены основные закономерности формирования структуры белых комплексно-легированных чугунов в зависимости от химического состава и условий охлаждения при затвердевании.

2. Установлены взаимосвязи химического состава, структуры, износостойкости, жаростойкости и механических свойств белых комплексно-легированных чугунов.

3. Разработаны оптимальные составы износостойких белых комплексно-легированных чугунов, работающих в условиях абразивного изнашивания при повышенных температурах.

4. Изучено влияние термической обработки на структуру и свойства оптимизированных составов белых комплексно-легированных чугунов.

Практическая ценность и реализация результатов работы

Установлено, что изученные комплексно-легированные чугуны обладают высоким комплексом свойств, обеспечивающим возможность их применения для изготовления деталей горно-обогатительного производства. Разработаны составы хромотитанового чугуна, предназначенного для работы в условиях абразивного изнашивания при температурах до 800 °С, и чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, предназначенного для работы в условиях интенсивного абразивного изнашивания при температурах до 600 °С, а также режимы их термической обработки.

Из разработанного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, изготовлена опытно-промышленная партия броневых плит желобов агломерационных машин. Броневые плиты прошли испытания на агломерационной машине № 8 горно-обогатительного производства ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (ОАО «ММК»), Срок службы броневых плит из предложенных чугунов в 1,5 - 1,75 раза больше базовых и составил 12-14 месяцев. В настоящее время броневые плиты агломерационных машин из разработанного состава износостойкого белого чугуна внедрены в производство.

Основные результаты, выносимые на защиту

1. Результаты исследования механических свойств, износостойкости и жаростойкости белых комплексно-легированных чугунов.

2. Закономерности влияния химического состава и скорости охлаждения при затвердевании на структуру и свойства белых комплексно-легированных чугунов.

3. Результаты исследования влияния термической обработки на структуру и свойства оптимизированных составов белых комплексно-легированных чугунов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы изложены и обсуждены на 63-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2003-2004 гг. (Магнитогорск, 2004 г.), 1-й международной конференции молодых специалистов «Металлургия XXI века» (Москва, 2005 г.), 8-й международной научно-практической конференции «Наука и образование - 2005» (Днепропетровск, 2005 г.), 4-й межрегиональной научно-технической конференции с международным участием «Механики XXI веку» (Братск, 2005 г.), 9-й научно-технической конференции молодых специалистов ЗАО «МРК» (Магнитогорск, 2005 г.), международной научно-технической конференции молодых специалистов, посвященной 100-летию со дня рождения Г.И. Носова (Магнитогорск, 2005 г.), международной научно-технической конференции «Процессы абразивной обработки, абразивные инструменты и материалы» (Волжский, 2005 г.), 10-й научно-технической конференции молодых специалистов ЗАО «МРК» (Магнитогорск, 2006 г.). Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 научных работ. Структура и объём работы

Диссертация состоит из введения, 5 глав, основных выводов, библиографического списка и 4 приложений. Диссертация изложена на 154 страницах машинописного текста, иллюстрирована 43 рисунками, содержит 38 таблиц, библиографический список включает 109 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что увеличение скорости охлаждения при кристаллизации хромотитановых чугунов (заливка в чугунный кокиль) способствует диспергированию структурных составляющих, подавлению распада аустенита в перлитной области, увеличению микротвердости металлической основы. В результате твердость возрастает с 46 до 62 HRC, абразивная износостойкость изменяется с 4,0 до 6,45 ед.

Абразивная износостойкость чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, составляет 8 - 15 ед. Увеличение износостойкости происходит при увеличении микротвердости металлической основы и объёма карбидной фазы чугунов. Наиболее благоприятным комплексом свойств (износостойкость, твердость, временное сопротивление) обладают чугуны, микроструктура которых состоит из мартенсито-аустенитной металлической основы (25 - 35 % аустенита) с равномерно распределенной в ней эвтектической карбидной фазой. Такого комплекса свойств чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, можно достичь при охлаждении в сырой песчано-глинистой форме.

2. Показано, что в процессе изнашивания хромотитановых чугунов и чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, происходит увеличение микротвердости поверхностных слоев, обусловленное как наклепом, возникающим в результате трения, так и превращением метастабильного аустенита в мартенсит деформации (распадается от 20 до 80 %), что приводит к повышению абразивной износостойкости.

3. Установлены зависимости показателей жаростойкости (окалино-стойкость и ростоустойчивость) изученных чугунов от химического состава. Образовавшаяся на поверхности хромотитановых чугунов оксидная пленка является сплошной, без разрывов, обладает достаточно хорошим сцеплением с металлической основой, препятствует проникновению кислорода вглубь отливки, что положительно сказывается на окалиностойкости и ростоустойчивости.

Отрицательное влияние ванадия на показатели жаростойкости чугунов вызвано образованием при температуре 650 - 700 °С оксида Уг05, который не образует сплошной защитной пленки и растворяет оксиды других металлов. В связи с этим, максимальные рабочие температуры изделий из чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, не должны превышать 650 °С.

Лучшими показателями жаростойкости среди исследованных чугунов обладают эвтектические композиции с равномерной дисперсной структурой - металлическая основа со стабилизированной легирующими добавками карбидной фазой.

4. Получены математические зависимости, описывающие взаимосвязь химического состава с параметрами микроструктуры, механическими и специальными свойствами изученных чугунов, кристаллизовавшихся с различными скоростями охлаждения. Также получены коэффициенты весового влияния легирующих элементов на параметры микроструктуры, механические и специальные свойства чугунов.

5. Разработаны составы чугунов при следующем содержании элементов:

• хромотитановый чугун: 2,2 - 2,45 % углерода, 13,8 - 14,0 % хрома, 0,4 - 0,5 % титана; предназначен для работы в условиях абразивного изнашивания при температурах до 800 °С;

• чугун, легированный хромом, ванадием и титаном: 2,8 - 2,9 % углерода, 15,0 - 16,0 % хрома, 2,4 - 3,0 % ванадия, 0,65 - 0,8 % титана; предназначен для работы в условиях интенсивного абразивного изнашивания при температурах до 600 °С.

6. Показана возможность увеличения твердости и износостойкости оптимизированных составов хромотитановых чугунов и чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном, с помощью термической обработки. Наибольшее увеличение твердости и износостойкости хромотитанового чугуна происходит после закалки от температуры 950 °С (охлаждение в масло) и последующем отпуске при температуре 180 - 200 °С. Твердость оптимизированного состава хромотитанового чугуна после такой термической обработки составляет (в зависимости от скорости охлаждения при затвердевании) 65,0 - 66,5 HRC, а износостойкость - 7,71 - 8,64 ед. Наиболее благоприятным режимом термической обработки оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и ч итаном, является закалка в масло с температуры 1000 °С. Для снижения напряжений, возникающих в детали в результате закалки, необходимо проводить низкий отпуск при 180 - 200 °С. Твердость оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, закаленного с температуры 1000 °С, составляет (в зависимости от скорости охлаждения при затвердевании) 57,0 - 67,0 HRC, а износостойкость достигает 12,5 - 13,8 ед.

7. Опытно-промышленное опробование броневых плит желобов агломерационных машин горно-обогатительного производства, изготовленных из оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном, показало, что их срок службы в 1,5-1,75 раза превысил срок службы броневых плит, применяемых в настоящее время, и составил 12-14 месяцев.

1. Пепкин U.C., Капралов Е.П., Маляров П.В. Повышение износостойкости горно-обогатительного оборудования. М.: Недра, 1992.-265 с.

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

3. Чугун: Справ, изд./ Под ред. А.Д. Шермана и A.A. Жукова. М.: Металлургия, 1991. - 576 с.

4. Колокольцев В.М., Бахметьев В.В., Вдовин К.Н., Куц В.А. Абразивная износостойкость литых сталей и чугунов Магнитогорск: МГТУ, 1997 - 148 с.

5. Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны. М.: Металлургия, 1983.-256 с.

6. Тененбаум М.М. Износостойкость конструкционных материалов и деталей машин. -М.: Машиностроение, 1966. -332 с.

7. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Износостойкость сталей и сплавов. М.: Нефть и газ, 1994.-417 с.

8. Михин Н.М. Внешнее трение твердых тел. М.: Наука, 1977. - 224 с.

9. Кащеев В.Н. Абразивное разрушение твердых тел. М.: Наука, 1970. -247 с.

10. Козырев С.П. Гидроабразивный износ металлов при кавитации. М.: Машиностроение, 1971. - 139 с.

11. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Инокулирование железо-углеродистых сплавов. М.: Металлургия, 1993. - 416 с.

12. Тененбаум М.М. Сопротивление абразивному изнашиванию.- М.: Машиностроение, 1976. -270с.

13. Воинов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. М.: Машиностроение, 1980. -126 с.

14. Хрущов M. М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. -252 с.

15. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Албагачиев А.Ю. Изнашивание при ударе. М.: Машиностроение, 1982. -192 с.

16. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Колокольников М.Г. Абразивное изнашивание. М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.

17. Гаркунов Д.Н. Триботехника. М.: Машиностроение, 1985. - 425 с.

18. Абразивная износостойкость литых металлов и сплавов / В.М. Колокольцев, Н.М. Мулявко, К.Н. Вдовин. Е.В. Синицкий; Под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - 228 с.

19. Тененбаум М.М. Износостойкость деталей и долговечность горных машин. М.: Госгортехиздат, 1960. - 246 с.

20. Костецкий Б.И. Износостойкость деталей машин. М.: Машгиз, 1950. -216с.

21. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М. Механическое изнашивание сталей и сплавов. М.: Недра, 1996. - 364 с.

22. Сорокин Г.М. О природе ударно-абразивного изнашивания металлов // Вестник машиностроения. 1977. - № 11.- С. 24-28.

23. Виноградов В.Н., Лившиц Л.С., Левин С.М. и др. Критерии стойкости стали при абразивном и ударно-абразивном изнашивании // Трение и износ. -1988. Т.9. - № 2,- С.207-211.

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

25. Крагельский И.В., Добычин М.Н., Комбалов B.C. Основы расчетов на трение и износ. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

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

27. Гудремон Э. Специальные стали: Перевод с нем. М.: Металлургия, 1959. -Т. 1.-952 с.

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

29. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. М.: Металлургия. 1976. -288 с.

30. Слободинский И.Н., Говоров A.A., Софрошенков А.Ф. Прогнозирование износостойкости хромистых чугунов в зависимости от состава, структуры и твердости // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1976. - № 6. - С. 112-114.

31. Слободинский И.Н., Софрошенков А.Ф., Коршикова Н.В. Износостойкий чугун на основе карбидов хрома и ванадия // Известия ВУЗов. Черная металлургия." 1980. №28. - С.77-79.

32. Шадров Н.Ш., Литвинов B.C. О свойствах износостойких высокохромистых чугунов // В кн.: Повышение качества металлопродукции и эффективности производства. Всесоюзная науч.-техн. конф. Челябинск. - 1981. - С. 14 -15.

33. Жуков A.A., Зволинская В.В. Отливки из железоуглеродистых сплавов, легированных ванадием. -М.: НИИмаш, 1979. -48 с.

34. Risliardson R.C. Wear of metals by relatively soft abrasives // Wear. 1968. -№ 11.-P. 245.

35. Сильман Г.И., Фрольцов M.C., Жуков A.A. и др. Особенности микроструктуры и распределения элементов в комплексно легированных белых чугу-нах // Металловедение и термическая обработка металлов. 1983. - № 1. - С. 52 -55.

36. Корягипа Т.И., Поволоцкий В.Д. Влияние термической обработки на структуру и теплостойкость хромованадиевых сплавов // Новое в металловедении и термической обработке металлов и сплавов: Тез. докл. на Всесоюзн. науч.-техн. копф. Челябинск, 1983. -С 18.

37. Шейман E.JI. Особенности формирования структуры ванадийсодержащих износостойких наплавок // Металловедение и термическая обработка металлов. -2002.-№ 12.-С. 26-28.

38. Петроченко Е.В. Повышение эксплуатационной стойкости отливок из белых легированных чугунов за счет комплексного воздействия на их структуру: Диссертация канд. техн. наук. Магнитогорск, 2003,- 140 с.

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

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

41. Агапова Л.И., Ветрова Т.С., Жуков A.A. Особенности структуры и свойств белого деформируемого чугуна, легированного ванадием, ниобием и титаном // Металловедение и термическая обработка металлов. 1982. - № 5. -С. 55-58.

42. Кириевский Б.А., Смолякова Л.Г., Костинская Н.Я. Влияние легирующих элементов на структуру и стойкость высокохромистого чугуна при абразивном изнашивании // Литые износостойкие материалы: Сб. науч. тр. Киев: ИПЛ АН УССР, 1978.-С. 47-53.

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

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

45. Когаев В.П., Дроздов Ю.Н. Прочность и износостойкость деталей машин. М.: Высшая школа, 1991. - 319 с.

46. Емелюшин А.Н. Оптимизация составов и измельчение литой структурыхромоваиадиевых чугунов с целью получения режущего инструмента по графиту взамен дефицитных быстрорежущих сталей и твердых сталей: Дис. . канд. техн. наук. Магнитогорск, 1983. - 190 с.

47. Степина А.И., Сидорова Л.И., Толстенко Е.В. Влияние структуры на износостойкость сплавов // Металловедение и термическая обработка металлов. -1982.-№ 6.-С.'54-55.

48. Гарбер М.Е., Цыпин И.И. Основы подбора состава и структуры износостойких отливок из белого чугуна // Литейное производство. 1970. - № 2. - С. 2-6.

49. Гольдштейн Я. Е., Гольдштейн В. А. Металлургические аспекты повышения долговечности деталей машин. Челябинск: Металл, 1995. - 512 с.

50. Попов B.C., Нагорный П.Л. Стойкость комплексно-легированных аусте-нитных сплавов при абразивном износе // Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. -№ 3. - С. 68-71.

51. Попов B.C., Нагорный П.Л., Шумихин А.Б. О соотношении между энергоемкостью металлов и сплавов и сопротивление абразивному изнашиванию // Проблемы прочности. 1979. - № 9. - С. 103-108.

52. Геллер IO.A. Инструментальные стали. М.: Металлургия, 1983. - 568 с.

53. Попов B.C., Нагорный П.Л. Влияние карбидов на абразивную износостойкость сплавов //Литейное производство. 1969. - № 8. - С. 27-29.

54. Лившиц Л.С., Гринберг H.A., Куркумелли Э.Г. Основы легирования наплавленного металла / В кн.: Абразивный износ. М.: Машиностроение, 1969. -С. 114-146.

55. Рожкова Е.В., Гарбер М.Е., Цыпин И.И. Влияние марганца на превращение аустенита белых хромистых чугунов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1981. -№ 1. - С. 48-51.

56. Гринберг H.A., Лившиц Л.С., Щербакова B.C. О влиянии легирования феррита и карбидной фазы на износостойкость сталей // Металловедение и термическая обработка металлов. 1971. - № 9. - С. 57-59.

57. Попов С.М., Попов B.C. Превращения в поверхностном слое стали при абразивном износе // Металловедение и термическая обработка металлов. -1973. -№ 3. С. 60-62.

58. Шабуев С.А., Мкртычан С.Я., Пищанский В.И. О влиянии состава и структуры хромистых сплавов на их абразивную износостойкость // Литейное производство. 1972. - № 3. - С. 28-29.

59. Жуков A.A., Эпштейн Л.З., Сильман Г.И. Структура стали и чугуна и принцип Шарпи // Изв. АН СССР. Металлы. 1971. -№ 2. - С. 145-152.

60. Владимиров A.A., Удовиков В.И., Косогонова Э.А. Применение высокохромистых чугунов для изготовления мелющих шаров // Литейное производство. 1991.-№ 8. - С. 31-32.

61. Клейс И. Р., Ууэмыйс Х.Х. Износостойкость элементов измельчителей ударного действия. -М.: Машиностроение, 1986. -160 с.

62. Шадров Н.Ш., Коршунов Л.Г., Черемных В.П. Влияние молибдена, ванадия и ниобия на абразивную износостойкость высокохромистого чугуна // Металловедение и термическая обработка металлов. 1983. - № 4. - С. 33-36.

63. Комаров О.С., Королев В.М., Комаров Д.О. и др. Влияние микроструктуры на пористость отливок из высокохромистого чугуна // Литейное производство. 2001 .-№ 2.-С. 4-5.

64. Камышина К.П., Петров Ю.Н., Смирнов Г.П. Износостойкие стали для различных условий эксплуатации // Литейное производство. 2000. - № 7. - С. 4-5.

65. Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны эволюция и перспективы // Литейное производство. -2000. -№ 9. - С. 15-16.

66. Косицина И.И., Сагарадзе В.В., Макаров A.B. и др. Влияиие структуры на свойства белых хромистых чугунов // Металловедение и термическая обработка металлов. 1996. - № 4. - С. 7 - 10.

67. Иванов М.Ю., Рожкова Е.В. Мартенситные чугуны с повышенными износостойкостью и коррозионной стойкостью // Металловедение и термическая обработка металлов. 1990. -№ 12. - С.31-33.

68. Трухнн В.В., Печень П.В., Трухина Е.Ю. Влияние термической обработки на обрабатываемость среднехромистого износостойкого чугуна // Вестник Куз-ГТИ. -2001. -№ 5. -С.31-34.

69. Косилов A.A., Круглов A.A., Ребонен В.Н. Термическая обработка высокохромистого чугуна// Литейное производство. -2001. № 6. - С. 13-14.

70. Паисов И.В. Термическая обработка стали и чугуна. М.: Металлургия, 1970.-246 с.

71. Филппов М.А., Лхагвадорж П., Плотников Г.Н. Структурные факторы повышения износостойкости белого хромистого чугуна // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. - № 11. - С. 10-13.

72. Баранов A.A. Фазовые превращения и термоциклирование металлов. -Киев: Наукова думка, 1974. 230 с.

73. Бобро 10.Г. Жаростойкие и ростоустойчивые чугуны,- М.: Машгиз, 1960. -167 с.

74. Архаров В.И. Окисление металлов. М.: металлургиздат, 1945. - 162 с.

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

76. Меськии B.C. Основы легирования стали. М.: Металлургия, 1964.-684 с.

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

78. Комсток Дж.Ф, Титан в чугуне и стали. М.: Издательство иностранной литературы, 1956. -356 с.

79. Росляков A.C., Митрович В.П., Желтова Н.Ф. и др. Износостойкий бори-стый чугун для барабанов бортовых фрикционов // Литейное производство. -1993.-№ 1.-С.З-4.

80. Петроченко Е.В., Емелюшин А.Н., Шекунов Е.В. Влияние химического состава на структуру и свойства чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном // Материалы 63-й НТК: Сб. докл. Магнитогорск: МГТУ, 2004. - Т. 1. - С. 80-84.

81. ГОСТ 23.208-79. Обеспечение износостойкости изделий. Метод испытания материалов на износостойкость при трении о нежестко закрепленные частицы (абразивные). М.: Издательство стандартов, 1984. - 24 с.

82. Способы металлографического травления: Справочник / Беккерт М., Клемм X. М.: Металлургия, 1988. - 148 с.

83. Харитонов В.А., Копцева Н.В., Петроченко Е.В. и др. Опыт использования комплекса S1AMS в исследовательской работе МГТУ // Цифровая микроскопия; Материалы школы-семинара.- Екатеринбург: УГТУ УПИ. - 2001. - С. 79-82.

84. ГОСТ 5639 82. Стали и сплавы. Методы выявления и определения величины зерна. - М.: Издательство стандартов, 1994. - 23 с.

85. ГОСТ 23402 70. Стали и сплавы. Металлографические методы определения неметаллических включений. - М.: Издательство стандартов 1970. - 24 с.

86. Качапов H.H., Миркин Л.И. Рентгеноструктурный анализ. Практическое руководство. М.: Машгиз, 1960. - 215 с.

87. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник / Под ред. М.Л. Бернштейна. М.: Металлургия, 1983. - Т. 1. - 352 с.

88. Металловедение и термическая обработка стали: Справ. Изд. В 3-х т./Под ред. Бернштейна M.J1., Рахштадта А.Г. 4-е изд., перераб. и доп. Т.1. Методы испытаний и исследования. В 2-х кн. Кн. 1. -М.: Металлургия, 1991. - 304 с.

89. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев JI.H. Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982.- 632 с.

90. ГОСТ 6130-71. Металлы. Методы определения жаростойкости. М.: Издательство стандартов, 1971. - 9 с.

91. Ахмазарова С.Л., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии.-М.: Высш. шк., 1978.-319 с.

92. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1979. - 280 с.

93. Геллер Ю.А., Павлова Л.П., Голубева Е.С., Юодис А.П. // Литейное производство. 1969. - № 1. - С. 35-38.

94. Тухватулин И. X. Разработка нового состава стали при помощи нейросе-тевого метода: Дис. канд. техн. наук,- Магнитогорск, 2002. 150 с.

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

96. Воронков Б.В., Колокольцев В.М, Петроченко Е.В. Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны: Монография /Под ред. проф. Ко-локольцева В.М. Челябинск: печатный салон «Издательство РЕКПОЛ», 2005.- 178 с.

97. Таран Ю.Н., Снаговский В.М., Лучкин B.C. // Кн.: Теория и практика получения и применения комплексных ферросплавов. Тбилиси: Книжное издательство, 1974. -С. 282-285.

98. Попов B.C., Брыков H.H. Сопротивляемость чугунных отливок абразивному износу // Литейное производство. 1965. -№ 8. - С. 34 - 36.

99. Белай Г.Е., Дембовский В. В., Соценко О. В. Организация металлургического эксперимента / Под редакцией В.В. Дембовского. М.: Металлургия, -1993 -256 с.

100. Потапов М.Г., Петроченко Е.В., Шекунов Е.В., Молочков П.А. Синтез нового состава износостойкого чугуна для отливок специального назначения, исследование его структуры и свойств // Литейщик России. 2005. - № 7. - С. 12-15.

101. Мнхайличенко Т.А., Тараско Д.И. 0 связи структурных факторов с абразивной износостойкостью // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1979. -№12. -С. 63 -66.

102. Гарбер М.Е., Леви Л.И., Цыпин H.H. Влияние структуры на износостойкость белых чугунов // Металловедение и термическая обработка металлов. -1968. № П.-С. 48-50.