автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.01, диссертация на тему:Структура и свойства износостойких чугунов ваграночной плавки

КУЗНЕЦОВ Евгений Владимирович

СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ ВАГРАНОЧНОЙ ПЛАВКИ

Специальность 05.02.01 - • Материаловедение (машиностроение)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

г. Ростов-на-Дону - 2007

003054146

Работа выполнена в Государа венном образовательном учреждении высшего профессионального образования Донском государственном техническом университете на кафедре «Физическое и прикладное материаловеде ние»

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ,

доктор технических наук, профессор ПУСТОВОЙТ Виктор Николаевич

Официальные оппоненты - доктор технических наук, профессор

ЖЕРДИЦКИЙ Николай Тимофеевич кандидат технических наук, доцент КУРДЮКОВ Владимир Алексеевич

Ведущее предприятие - ООО «Ростовский литейный

завод», г. Ростов-на-Дону

Защита состоится 20 марта 2007 г. в 14 часов на заседании диссертационного Совета Д 212.058.01 в Донском государственном техническом университете (ДГТУ) по адресу: 344010, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ДГТУ, ауд. 252. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ. Отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью, просим высылать в диссертационный Совет по указанному адресу.

Автореферат разослан 16 февраля 2007 г.

Учёный секретарь диссертационного совета, канд.техн.наук, доцент

.У02Ц/

/

А.И.Шипулин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Чтобы успешно работать в условиях современного рынка с его острой конкурентной борьбой, предприятия должны разрабатывать и внедрять технологии, которые позволяют выпускать продукцию с высоким уровнем потребительских свойств при минимальных затратах на производство. Применительно к триботехническим материалам эти задачи, в частности, решаются следующими путями:

замена антифрикционных изделий из бронз, баббитов, порошковых материалов на литые изделия из серого чугуна (детали редукторов, подшипников, открытых зубчатых передач и т.п.);

замена стойких в условиях абразивного и гиброабразивного износа деталей из высоколегированных сталей и чугунов на литые изделия из экономнолегиро-ванных белых и отбеленных чугунов (детали строительного и дорожностои-тельного оборудования, мелющих установок и т.п.).

Однако изготовление таких отливок даёт ожидаемые результаты только при плавке чугуна в электропечах или дуплекс-процессом (вагранка - электропечь) с использованием дорогих и дефицитных шихтовых материалов. Стоимость изделий при этом всё равно остаётся достаточно высокой. Поэтому решение вопроса изготовления указанных выше чугунных триботехнических изделий при плавке чугуна только в вагранке и с использованием недорогих составляющих шихты является актуальной задачей.

Цель и задачи. Целью работы является: разработка основ рационального модифицирования, легирования и технологии производства износостойких и высокопрочных синтетических и полусинтетических чугунов ваграночной плавки. . В соответствии с поставленной целью основными задачами работы был и: разработка теории и практических вариантов модифицирования и микролегирования чугуна (с целью минимизации числа вводимых присадок, их количества и изучения механизма их действия), изучение возможности получения заданной структуры и эксплуатационных свойств чугунов ваграночной плавки путём комплексного легирования и модифицирования;

совершенствование существующих, а также разработка и внедрение новых технологических процессов плавки и обработки расплава при, производстве отливок в вагранке из синтетических и полусинтетических чугунов путём подбора основных компонентов шихты, применения различных легирующих и модифицирующих присадок;

выявление закономерностей формирования структуры и свойств антифрикционных и абразивоизносостойких чугунов с присадками А1Мд, Б1Са, Б1Ва, 5(РЗМ, РеИ, Ре\/, Б\2г, ЕН и др.;

разработка и внедрение гибких технологических процессов, позволяющих в ходе одной плавки в вагранке получать в необходимых количествах чугун с различным химическим составом, механическими и эксплуатационными свойствами. Научная новизна:

1. При комплексном модифицировании доэвтектического чугуна щелочноземельными (Мд, Са, Ва, Бг), редкоземельными (У, 1.а, Се и др.), карбонитридообра-зующими ("П, Ъ, V) и графитизирующими (А1, БО присадками сформулированы представления о характере физико-химических процессов, обеспечивающих рост числа центров кристаллизации аусгенита и графита, увеличение скорости кристаллизации графита, измельчение первичной структуры, устранение отбела, приводящих к повышению литейных, физических и механических свойств. Показано, что в процессе эвтектоидного распада аустенита химически несвязанные элементы микролегируют твёрдый раствор, повышают степень переохлаждения аустенита и увеличивают количество и дисперсность перлита, а "П, V и 2г при температурах ниже 700 °С обеспечивают эффект дисперсионного твердения с карбонитридным упрочнением матрицы.

2. Показано, что комплексное экономное легирование доэвтектических чугунов Сг, Мп, Си, Мо (не более 2% каждого элемента) в оптимальном сочетании оказывает следующее влияние на структуру и свойства:

при эвтектической кристаллизации Си, Мо способствуют графитизации, так как уменьшают силы связи углерода с железом, увеличивают коэффициент диффузии углерода и число зародышей графита, уменьшают размер эвтектических зёрен; Мп и Сг способствуют образованию легированных карбидов, так как увеличивают силы связи углерода с железом и переохлаждение при кристаллизации, а увеличение переохлаждения повышает число зародышей графита, измельчает графитовые включения и эвтектические зёрна; в процессе эвтектоидного превращения № и Си, увеличивая коэффициент диффузии углерода в аусгените и феррите (Ос) и уменьшая Эс на межфазных и межзёренных границах, выравнивают долю перлитной составляющей в различных сечениях отливок и повышают как общее количество перлита, так и его дисперсность; Сг, Мо, Мп повышают устойчивость переохлаждённого аустенита, концентрацию углерода в аусгените перед началом превращения и число центров кристаллизации цементита в перлите и поэтому более существенно повышают долю перлита и его дисперсность, но в меньшей степени влияют на квазиизотропию чугуна. Легирование феррита Си, Сг, Мо, Мп повышает его прочность по твёрдорастворному механизму.

3. Выявлены особенности структурообразования поверхностного белого и отбелённого слоя в чугунных отливках, легированных Мп, Сг, Си и микролегированных

Ti, V и B¡. При этом показано, что висмут, как сильный отбеливающий элемент, обеспечивает первичную кристаллизацию по метастабильной системе; Сг и Мп легируют карбид железа и феррит, что повышает твёрдость карбидов на 10-20%; Си выравнивает количество перлита в различных сечениях отливок; Ti и V образуют самостоятельные карбиды, нитриды и карбонитриды с твёрдостью в 3 раза больше, чем у Fe3C, устраняют транскристаллизацию в структуре белого чугуна и повышают твёрдость ледебуритных и эвтектоидных структур. Всё это обеспечивает высокую износостойкость изделий в условиях абразивного износа. При этом показано, что присутствие в поверхностном слое до 2% графита повышает износостойкость таких изделий из-за смазывающего влияния графита и обеспечивает смену механизма износа микрорезанием и микроцарапанием на износ по механизму пластического оттеснения.

Практическая ценность:

1. Применительно к условиям ваграночной плавки синтетических и полусинтетических чугунов разработаны алгоритмы и программы расчёта составов сплавов, составляющих шихты, технологии плавки, легирования, микролегирования и модифицирования, обеспечивающие получение заготовок с заранее заданными параметрами структуры и уровнем механических и эксплуатационных свойств (отливки СЧ18 - СЧЗО по ГОСТ 1412; отливки из АЧС-1 - АЧС-3 по ГОСТ 1585; отливки для работы в условиях абразивного и гидроабразивного износа и др.).

2. Отработаны технологии получения в течение одной ваграночной плавки отливок из конструкционного чугуна различных марок и назначений (например СЧ18 и СЧ21; СЧ18, СЧЗО и АЧС-1; СЧ18 и ИЧ315ХГДТФЛ и др.).

Реализация работы. Производство высокопрочных, антифрикционных и аб-разивоизносостойких чугунов по технологиям, разработанным в ходе проведения работы, внедрено в ОАО «Ростовводпром» (г.Батайск). Венцы редукторов и открытых зубчатых передач; антифрикционные втулки для прицепов КАМАЗ; заготовки для изготовления шестерён прессов; скребки, отвалы и лопатки бетономешалок и смесеприготовительных бегунов из отливок, изготовленных по данным технологиям, нашли применение на ряде предприятий машиностроения, чёрной металлургии и строительных организаций Ростовской области. При этом в ОАО «Ростовводпром» был получен суммарный годовой эффект (в ценах декабря 2004 г.) равный 3,98 млн.руб.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на:

Международной научно-технической конференции «Литейное производство и

металлургия 2003. Беларусь», Республика Беларусь, г.Минск, 17-18 сентября

2003 года;

VII съезде литейщиков России (г. Новосибирск, 23-27 мая 2005 года)

По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Структура и объём диссертации. Настоящая работа состоит из введения, шести глав, общих выводов и приложений и содержит 178 страниц машинописного текста (не считая приложений), 44 рисунка, 42 таблицы и список использованных источников из 116 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение. Обоснована актуальность работы, отражены основные направления, объекты и цель исследования.

В первой главе на основе опубликованных в научной литературе данных даётся современное представление о видах и механизмах износа для деталей машин, выполненных из серых (в том числе и низколегированных), отбелённых, половинчатых и белых чугунов. Подробно рассматриваются состав, структура, механические и эксплуатационные свойства таких чугунов, показаны механизмы их изнашивания в зависимости от конструктивного исполнения узла трения, условий эксплуатации, режимов трения, материала, структуры и свойств трущихся поверхностей, наличия и свойств смазки и пр. Описываются факторы, оказывающие влияние на структуру, механические и эксплуатационные (в том числе триботехнические) свойства изучаемых чугунов, а также проблемы, с которыми сталкиваются производители таких чугунов в нашей стране в настоящее время. Анализ литературных данных показывает, что чугуны триботехнического назначения производятся либо в электропечах, либо дуплекс-процессом (вагранка - электропечь) с использованием дорогих и дефицитных составляющих шихты. В России же в настоящее время основная масса серых чугунов производится в вагранках монопроцессом. И это - чугуны не выше марки СЧ21 по ГОСТ 1412. Промышленные же технологии получения высокопрочных, антифрикционных и абразивоизносостойких чугунов приемлемой стоимости в условиях ваграночной плавки отсутствуют. Равно как отсутствуют и разработанные технологии получения в пределах одной ваграночной плавки чугунов разных составов, структуры, механических и эксплуатационных свойств. Решение же этих вопросов позволит цехам, работающим только с использованием вагранок, увеличить как номенклатуру производимых отливок, так и объём производства при приемлемой стоимости и высокой конкурентоспособности.

Во второй главе на основе положений, освещенных в обзоре литературных источников, формулируется цель и излагаются задачи диссертационной работы.

Третья глава представляет собой описание материала и методик исследований, послуживших основой для работы.

Материалом, применительно к которому выполнялась работа, был как исходный, так и модифицированный, экономно- и низколегированный серый, половинча-

тый и отбеленный чугун ваграночной плавки с пределами химического состава, приведенными в таблице 1.

Таблица 1

Химический состав исследованных чугунов

Чугун Химический состав; масс.доли, %

С Я Мп Сг м1 Си Мо Т1 V 1г В1

Серий 2,953,88 1,952,77 0,571,5 до 0,84 ДО 1,0 ДО 1,5 ДО 1,0 ДО 0,25 ДО ' 0,25 ДО 0,25

Половинчатый, | ! белый 1 3,03,3 1,62,0 1,1" 1,5 0,6- - 0,20,6 - ДО 0,07 ' ДО 0,20 - до 0,015

Методика проведения экспериментальных плавок предусматривала расчёт и контроль состава шихты; химического состава чугуна; температуры чугуна (на жёлобе копильника, в ковше и при заливке образцов и отливок); механических свойств; структуры металлической основы; размера и формы графитовых включений; состава, формы и расположения неметаллических включений; размера эвтектических зёрен; износостойкости; брака отливок при различных вариантах состава шихты, количества легирующих, микролегирующих и модифицирующих присадок.. Если в составе шихты не было литейных чушковых чугунов, то получаемый ваграночный чугун называли синтетическим; если же литейных чушковых чугунов было не более 15%, то получаемый ваграночный чугун называли полусинтетическим.

Работа выполнялась применительно к реальным условиям литейного цеха ОАО «Ростовводпром» (г. Батайск, Ростовская обл.) при плавке чугуна в коксовой вагранке производительностью я 3,5 т/ч. При проведении работы химический состав чугуна корректировали подбором составляющих шихты (литейный чугун /15, стальной и чугунный лом, возврат производства, РеБ'|, ЯеМп); легирующие присадки вводили в завалку в виде РеСг, Си, РеМо, РеМп; микролегирующие (РеТ|, РеУ, БЕг, ВО и модифицирующие (сплав А/18 с ~ 10% Мд, Б1Ва с = 22% Ва, БгРЗМ с и 20% РЗМ, Б1Са с ^ 20% Са) присадки вводили в расплав на жёлобе копильника (сплав АЛ8 - в виде прутков, остальные - в виде гранул с размерами до 5 мм) в момент наполнения разливочного ковша вместимостью ~ 400 кг жидким чугуном.

При проведении статистического анализа находили основные статистики распределения случайной величины. Оценку точности и стабильности изучаемых процессов проводили путем сравнения статистик распределения выборок и генеральных совокупностей. Для определения уравнений, связывающих две и более переменные, использовали либо стандартные методы корреляционного анализа, либо метод чисел Чебышева.

Определение прочностных характеристик исследованных чугунов (ГОСТ 1412, ГОСТ 1585, ГОСТ 7769) осуществляли на образцах диаметром 30+1 мм и длиной 300 мм. Определение твёрдости проводили на приборе Бринелля по ГОСТ 27208 при использовании закалённого стального шарика диаметром 10 мм и нагрузки 29 430 H (3 000 кг). Определение предела прочности при растяжении ав проводили по ГОСТ 27208 на разрывных образцах с диаметром расчётной части 15 мм.

Микротвёрдость структурных составляющих чугуна определяли по ГОСТ 9450 при испытании вдавливанием четырёхгранной алмазной призмы с помощью микротвердомера ПМТ-3 при нагрузке 0,49 Н.

Плотность чугуна определяли методом гидростатического взвешивания в г/см3 с точностью до четвёртого знака после запятой с использованием чашечных аналитических лабораторных весов марки ВЛ-200.

Испытания на износостойкость (трение без смазки) проводили на машине МИ-1М с удельной нагрузкой 2,6 МПа (25,5 кг/см2) с использованием в качестве контртела стали типа У10, закаленной на твёрдость 57-58 HRC.

Металлографические исследования проводили на микроскопах Neopfot21, МИМ-8, ПМТ-3 при увеличении от х7 до х800. Графитовые и неметаллические включения исследовали на нетравленых полированных образцах из пластин ступенчатых проб, из цилиндрических образцов и из различных частей реальных отливок. Структуру металлической основы определяли на тех же образцах, подвергнутых в основном травлению 4%-ым раствором азотной кислоты в спирте (ниталем). Для выявления скоплений S и Р применяли бромсеребрянный отпечаток по Бауману.

Идентификацию неметаллических включений осуществляли методом микроструктурного анализа полированных шлифов с использованием темно- и светло-польного освещений путём сопоставления изучаемых включений (MnS, FeS-MnS, FeO, Сг203, ТЮ, FeCrO.,, FeV204, 2Fe0Si02, Ca0Si02, TiNi, TiC, TiCN, VN, VC, VCN и др.) с эталонами по ГОСТ 801, ГОСТ 1778 при одновременном использовании справочных классификационных таблиц.

Четвёртая глава посвящена изучению принципиальной возможности получения различных марок серого чугуна в условиях ваграночной плавки путём изменения состава шихты, химического состава чугуна, модифицирования, микролегирования и легирования.

На первом этапе (разделы 4.1 и 4.2) анализировали статистические данные производства литейного цеха ОАО «Ростовводпром» по технологическому процессу, действующему до проведения исследований (выплавляемая марка чугуна - СЧ18 по ГОСТ 1412; плановое содержание свежих литейных чугунов в составе исходной шихты « 40%; плановый состав получаемого чугуна (масс.доли, %): 3,3-3,6% С; 2,2-2,6% Si; 0,6-0,8% Мп; < 0,13% S; < 0,2% Р; < 0,2% Сг при условии, что сумма (C+Si) = 5,5-6,0%, углеродный эквивалент Сэ = (C+Si/З) = 4,03-4,33%, отношение

С/Б1 = 1,3-1,7% и отношение Мп/Б > 5). Анализ данных показывает, что за рассматриваемый период (8 месяцев) в 1,19% случаев значения ств были ниже нижнего допустимого по ГОСТ 1412-85 предела и в 4,95% случаев НВ была выше верхнего допустимого предела (в последнем случае отливки отжигали в камерной печи с вы-катным подом при температуре 850-900 °С). В абсолютном большинстве случаев чугун соответствовал марке СЧ18. Лишь примерно в 9% случаев получалась марка СЧ20.

В разделе 4.3 экспериментально и на уровне промышленного опробования доказана принципиальная возможность путём подбора состава шихты, легирования, микролегирования и модифицирования получать в течение одной ваграночной плавки отливки из конструкционного чугуна различных марок и назначения (например, СЧ18 и СЧ21; СЧ18, СЧ30, АЧС-2 и др.). Это достигается либо путём микролегирования и модифицирования жидкого чугуна, выплавленного на едином составе шихты; либо путём загрузки в вагранку металлических колош с различными (по результатам расчётов) составами шихты с одновременным (по необходимости) микролегированием и модифицированием жидкого чугуна. Второй вариант технологии базируется на том, что точно определяется время появления в копильнике жидкого чугуна из тех колош, состав шихты которых обеспечивает получение сплава с заранее определённым химическим составом по основным компонентам.

Установлено, что уменьшение в составе шихты доли литейных чугунов с 30 до 15 и 0% ведёт к снижению в расплаве концентрации С с 3,52-3,54% до соответственно 3,30-3,34% и 3,08-3,11%. При 1,95-2,35% твердость в отливках с ИПР = 7,5 мм возрастает при этом до 289 НВ и выше, а в отливках с ЯПР до 2,5 мм появляется отбел, что затрудняет или делает невозможным механическую обработку в литом состоянии. Модифицирование же такого чугуна графитизирующими присадками (0,2% ФСб5Ба22 или 0,2% АЛ8 + 0,2% ФС65Ба22), содержащими комплекс теоретически обоснованных, компонентов, устраняет отмеченные негативные моменты и позволяет получать отливки с уровнем свойств от СЧ18 до СЧ25 по ГОСТ 1412. При этом в структуре полностью исчезает ледебуритная эвтектика, эвтектический графит на периферии отливок и на 10-40% уменьшаются размер графитных включений, эвтектических зёрен, межпластинчатые расстояний в перлите.

Легирование модифицированного 0,2% ФС65Ба22 чугуна присадками 0,270,36% Сг, 0,23-0,27% 0,46-0,66% Си при каждом содержании углерода существенно повышает прочностные свойства чугуна, давая возможность при дополнительном микролегировании 0,03% "П получать чугун марок СЧ24, СЧ25, СЧ28, а при дополнительном микролегировании 0,03% V - чугун марок СЧ25, СЧ28 и СЧ30. Эффект действия модифицирующих, легирующих и микролегирующих присадок объясняется увеличением доли перлита с 65-80 до 85-98% и степени его дисперсности (уменьшением в 1,5-2 раза межпластинчатых расстояний), а также заметным

уменьшением (на « 30-50%) размера эвтектических зёрен и длины графитовых включений (присадки V действуют более эффективно, чем присадки "П).

Интересные результаты получили при определении связи между прочностными характеристиками и плотностью серого чугуна (рисунок 1). Видно, что существует прямая зависимость между исследованными величинами, то есть плотность серого чугуна можно использовать в качестве обобщённого критерия уровня его свойств. Уравнение, полученное стандартными методами корреляционного анализа с использованием программы 51а^5йса, приведено на рисунке 1.

Р, г/см3

Рисунок 1 - Зависимость прочностных характеристик серого чугуна от плотности

Анализ приведенных данных показывает, что в условиях ваграночной плавки подбором состава шихты, малым легированием, микролегированием и модифицированием можно решать вопрос изготовления отливок из чугуна вплоть до СЧЗО. Однако a priori определить параметры, обеспечивающие получение заранее заданных параметров структуры и уровня свойств, полученные данные не позволяют.

В главе пятой работы излагаются основы модифицирования, микролегирования и легирования применительно к серым доэвтектическим чугунам, позволяющие сделать качественный и количественный выбор присадок для получения отливок с заранее заданными параметрами структуры и уровнями свойств.

В раздш?.5.1 сформулированы представления о воздействии модифицирующих (Si, Al, Ва, Са, Mg, РЗМ) и микролегирующих (Ti, V, 7г) присадок на процессы фор-

10

мировэиия структуры и свойств доэвтектического серого (обычного и низколегированного) чугуна, которые включают в себя следующие положения:

нагрев, растворение, расплавление, распределение в объёме и химическое взаимодействие введённых присадок с элементами чугуна увеличивает число центров кристаллизации и измельчает дендриты первичного аустенита как основной структурной составляющей начального этапа первичной кристаллизации; •

Si и AI создают направленную диффузию С из участков с их высокой концентрацией, в участки с их низкой концентрацией, где С активирует неметаллические включения в качестве дополнительных центров кристаллизации графита; это увеличивает количество и уменьшает размер графитовых включений; измельчение дендритов первичного аустенита и графитовых включений уменьшает размер эвтектических зёрен;

увеличение в фазах чугуна концентрации Si, AI; перевод карбидостабилизи-рующих элементов (О, S, N, Н) в химические соединения и увеличение числа центров кристаллизации графита повышают графитизационную способность чугуна, уменьшая вероятность появления отбела при первичной кристаллизации;

если при перлитном превращении часть введённых присадок остаётся в растворе в фазах чугуна, или же по границам и внутри зёрен в виде интерметаллидов, неметаллических включений, самостоятельных фаз, то они уменьшают скорость диффузии углерода, стабилизируют аустенит, увеличивают переохлаждение и число центров кристаллизации цементита перлитного (наиболее эффективно -Ti, V, Zr, AI, Ва); всё это увеличивает как дисперсность перлита, так и его количество;

в отливках с Rnp > 5 мм при температурах ниже 700 °С присадки Ti, V и 7.г, не связанные в химические соединения, развязывают процесс дисперсионного твердения, упрочняя металлическую матрицу и повышая свойства чугуна; этому же способствует и легирование феррита указанными присадками. Изложенные выше положения позволяют вести целенаправленный качественный выбор присадок для модифицирования и микролегирования доэвтектического серого чугуна.

Методом математического планирования экспериментов (раздел 5.2) получены уравнения, описывающие механические свойства синтетического й полусинтетического ваграночного серого чугуна (ов и НВ) в зависимости от основных компонентов химического состава (2,95% С; 1,95-2,35% Si) и модифицирующих присадок (0,00,3% АЛ8; 0,0-0,3% ФСб5Ба22; 0,0-0,3% ФСЭ0РЗМ20; 0,0-0,4% СК20). С их использованием разработана и реализована на ПК (язык программирования - Basic) программа расчёта оптимальных вариантов химического состава и модифицирующих

присадок, обеспечивающих получение отливок минимальной стоимости с заранее заданным уровнем свойств. Программа опробована при решении реальной производственной задачи на ОАО «Ростовводпром». Для получения отливок из чугуна с ов от 200 до 240 МПа и твёрдостью от 207 до 229 НВ был рассчитан и выплавлен сплав с 3,19-3,24% С; 2,22-2,29% Si; 0,64-0,69% Мп; 0,11-0,13% S; 0,12-0,14% Р; 0,10-0,13% Сг, который при наполнении раздаточных ковшей модифицировали комплексом 0,2% АЛ8 + 0,3% ФС65Ба22. При этом взамен обычно используемой в цехе при производстве таких отливок шихты с 35% Лб, 5% ЛЗ-Т и 3,5% Л4-ХН использовали шихту с 7,5% Л6, а остальные 36% литейных чугунов заменили чугунным ломом. Всего было изготовлено 18,32 тонн таких отливок с реальными значениями ов в пределах 200,3-229,0 МПа и 207-229 НВ. Фактический экономический эффект составил 3 316,24 руб. на каждой тонне годного литья или 60 753,5 руб. - на всём заказе.

Анализ данных литературы и собственных экспериментов по воздействию небольших количеств легирующих присадок Mn, Cr, Мо, Ni, Cu (не более 2% каждого) на структуру и свойства доэвтектического серого чугуна, проведенный в разделе 5.3, показал следующее:

а) при первичной кристаллизации:

Мп и Сг растворяются как в жидком чугуне, так и в твёрдых его составляющих -аустените и цементите; это карбидообразующие элементы, имеющие большее, чем у Fe, сродство к С; они замедляют скорость его диффузии (Dc), снижают концентрационный напор и увеличивают переохлаждение при кристаллизации эвтектики; с одной стороны, это ведёт к получению около некоторых включений участков чугуна с концентрацией углерода около 6,67%, которые становятся центрами кристаллизации цементита, а, с другой стороны, это увеличивает число зародышей графита; в итоге повышается склонность чугуна к отбелу, увеличивается число и измельчаются графитовые включения и эвтектические • зёрна, заметно растёт твёрдость в тонких сечениях;

Ni и Си растворяются в жидком чугуне и аустените, но не растворяются в цементите; они уменьшают силы связи С с Fe, увеличивая Dc и его концентрационный напор; при этом растёт число зародышей графита, в силу чего склонность чугуна к первичной графитизации увеличивается, растёт число графитовых включений при уменьшении их длины, уменьшается размер эвтектических зёрен и снижается твёрдость в тонких сечениях отливок; Мо как карбидообразующий элемент должен бы действовать как Мп или Сг; однако при литье в землю введённого его количества (до 1%) оказывается недостаточным для появления центров кристаллизации цементита (FeMо)3С, но достаточным для снижения критического радиуса зародышей графита; это ведёт к росту числа графитовых включений, уменьшению их размера и размера

эвтектических зёрен, увеличению скорости кристаллизации графитной эвтектики, снижению отбела; то есть Мо, являясь карбидообразующим элементом, в рассматриваемом случае ведёт себя как графитизатор, действуя более эффективно, чем N1 и Си;

б) при эвтектоидном распаде аустенита: Мп (свыше 0,8%), Сг (свыше 0,1%) и Мо замедляют йс в аустените; стабилизируют аустенит (повышают его устойчивость); увеличивают переохлаждение при перлитном превращении с 37 до 76-84 К и на 5-10% - время перлитного превращения; повышают концентрацию С в аустените в момент начала перлитного превращения и число центров кристаллизации цементита перлитного в виде (МпРе)зС, (СгРе)зС, (МоРе)3С; в перлите распределяются между ферритом и цементитом. Всё это увеличивает количество перлита и его дисперсность, а также прочность феррита. При этом Мп и Сг увеличивают, а Мо уменьшает градиент твердости в различных сечениях отливок;

Си не растворяется в цементите и ограниченно растворяется в аустените (до 3%) и феррите (до 1%), увеличивая в них йс; высокая склонность к ликвации, характерная для Си, способствует её появлению на межфазных и межзёренных границах и замедлению здесь Ос; в целом это ведёт к росту концентрации С в аустените при температуре перлитного превращения и к существенному увеличению доли перлита (особенно в массивных сечениях отливок, где ликвация Си более выражена); мало влияя на переохлаждение (увеличивает с 37 до 42 К) и время перлитного превращения, Си незначительно диспергирует перлит; несущественно возрастает и прочность легированного ею феррита. Всё это уменьшает градиент твёрдости в различных сечениях отливок за счёт более интенсивного роста свойств в массивных сечениях;

N1 не растворяется в цементите и неограниченно растворяется в аустените и феррите, увеличивая в них Ос; при перлитном превращении это должно бы ферритизировать матрицу; однако он сильно стабилизирует аустенит, повышая ДТП с 37 до 61 К, увеличивая на 6,6% время превращения; в итоге кристаллизация феррита подавляется, в структуре увеличивается доля квазиэвтектоида с переменным содержанием С и меньшими межпластинчатыми расстояниями. Как и Си он уменьшает градиент твёрдости в различных сечениях отливок за счёт более интенсивного роста свойств в массивных сечениях. Найдены экспериментальные значения и математические зависимости влияния каждого из легирующих (0,8-1,5% Мп, 0,1-0,83% Сг; 0,0-1,0% №; 0,0-1,5% Си; 0,01,0% Мо) и микролегирующих (0,0-0,2% "П; 0,0-0,2% V, 0,0-0,2% Ъ) присадок на степень изменения ав и НВ доэвтектического полусинтетического серого чугуна (3,08-3,21% С; 2,18-2,32% Б;), модифицированного 0,2% АЛ8 + 0,3% ФС65Ба22.

Найденные уравнения для расчёта изменения уровня о„ (Кп) и НВ (К 1Ш ) приведены в таблице 2.

Установлено, что при одинаковом количестве введенной присадки наибольшее влияние на изменение свойств оказывают элементы, которые измельчают структуру первичной и вторичной кристаллизации и повышают прочностные характеристики феррита (в том числе за счёт его дисперсионного твердения) - "П, V, 1г, Сг, Мо, Мп; присадки же N'1 и Си на изменение свойств оказывают меньшее влияние, но они повышают квазиизотропию чугуна, уменьшая зависимость его свойств от скорости охлаждения. Для доэвтектического чугуна ваграночной плавки найденные зависимости получены впервые.

Таблица 2

Влияние легирующих и микролегирующих присадок на свойства доэвтектического серого чугуна ваграночной плавки

Элемент | Уравнения для расчёта степени изменения уровня механических свойств серого чугуна при легировании и микролегировании

к0 Кнв

Мп К^=1 + 0,1-(Мп-0/8) Кнв^п = 1 + 0,0715 • (Мп - 0,8)

Сг КоСг =0,9457+0,575-Сг--0,3155-Сг3 КИЗ/Сг=1 + 0,1017-(Сг-0,1)+ + 0,0429 -(Сг-0,1)2

№ КО-№=1 + 0,5-№ Кнв>=1 + 0,055-№

Си К0Си =1 + 0,086-Си Кнв,а =1 - 0,00222 ■ Си+0,1384 ■ Си2 --0,06235-Си3

Мо КоМо =1 + 0,492 -Мо- 0,252 -Мо2 КНЗМо =1 + 0,1125 Мо-0,0686'Мо2 + + 0,064-Мо3

"П К с,!! =1 + 0,24-"П Кнв,т, =1 + 0,25-Т1

V К0„ = 1 + 0,534-V Кнзу = 1 + 0,376 • V -0,007 ■ V2 + 2,74 V3

2.г Ко,2г=1 + 0,2.4.2г КНВ 2Г = 1 + 0,376 ■ Ъ- - 0,007-2г2 1 2,74 ■ Ъхъ

Раздел 5А посвящен разработке алгоритма, блок-схемы и программы расчёта (язык программирования - Basic) ов и НВ синтетического или полусинтетического серого чугуна ваграночной плавки в зависимости от содержания в нём основных компонентов химического состава (2,95-3,25% С; 1,95-2,35% Si); легирующих (до 0,83% Сг; 0,8-1,5% Мп; до 0,1% №; до 1,0% Си; до 1,0% Мо); микролегирующих (Ti, V, Zr - до 0,2% каждого) и модифицирующих (до 0,3% АЛ8; до 0,3% ФС65Ба22; до 0,3% ФС30РЭМ20; до 0,4% СК20) присадок.

Обработка результатов экспериментов (выполненных в том числе и с использованием методов математического планирования) позволила найти следующие обобщённые уравнения оценки уровня свойств чугуна (прочность при растяжении а0 в МПа и твёрдости НВ в кг/мм2):

°в = Ка • (65,22—9,17- С-5,875- Si —l,83-(AIMg)— ^ - 4,0 ■ (SiBa)+ 0,33 • (SiP3M) - 0,76 ■ (SiCa))

НВ = Кнз • (490,35 - 61,67 • С -16,25 • Si - 51,67 • (AIMg) --85-(SiBa)-68,83-(SiP3M)-21,25-(SiCa)) где Kg и Кнв - соответственно коэффициенты изменения значений прочности и твёрдости чугуна под воздействием легирующих (Cr, Ni, Си, Мо) и микролегирующих (V, Ti, Zr) присадок.

С и Si - массовые доли углерода и кремния в чугуне;

(AIMg), (SiBa), (SiP3M), (SiCa) - массовые доли вводимых в жидкий чугун модифицирующих присадок (соответственно АЛ8, ФС65Ба22, ФС30РЭМ20, СК20). Для расчёта К„ и КНв с учётом данных литературы и собственных экспериментов найдены следующие уравнения:

К-о = Г1К0 j = К0£Г • К0<№ • Ко Си • KDjMo • Ко Мп • К0д, ■ К0 v • К0 Zl, Кцв =ПКНВ, =KHBCr -KHBjNi -Кщд-ц ■ К,.)вМо -КНВМп 'КНБд: -KHB V -Кнв^г / где Kaj и KHBj -коэффициенты, рассчитываемые в зависимости от фактического содержания (масс.доли, %) легирующих и микролегирующих присадок в чугуне по уравнениям, приведенным в табл. 2.

Промышленными экспериментами доказана адекватность полученных моделей и возможность их применения в реальных условиях производства при изготовлении отливок с заранее заданными структурой и свойствами - от СЧ18 до СЧ30 по ГОСТ 1412 и от АЧС-1 до АЧС-3 по ГОСТ 1585.

Экспериментами, результаты которых представлены в разделе 5.5, установлено, что износостойкость всех полученных чугунов при трении скольжения без смазки увеличивается до 1,7 раза при повышении твёрдости отливок от 169 до 289 НВ (рисунок 2), чему одновременно способствуют следующие факторы: повышение количества перлита с 60 дс> 100%; снижение межпластинчатых расстояний в перлите с 1,0-1,5 до 0,25-0,50 мкм; уменьшение размера эвтектических зёрен с 680 до

15

200 мкм; увеличение плотности чугуна с 7,11 до 7,33 г/см3; уменьшение длины графитовых включений с 210 до 90 мкм.

И, г 3,40

3,20 3,00 2,80 2,60 2,40 2,20 2,00 1,80

Синтетические и полусинтетические, модифицированные чугуны

Синтетические и полусинтетические, н изколегиро вам н ые, микролегированные и модифицированные чугуни

_ >

э ; □ <

160

180

200

220

240

260

нв, Мпа х 10

Рисунок 2 - Влияние твёрдости, состава шихты, легирования, микролегирования и модифицирования на износостойкость чугунов ваграночной плавки

Раздел 5.6 посвящен описанию промышленной реализации результатов приведенных выше разработок при производстве в ОАО «Ростовводпром» отливок по сторонним заказам из высокопрочных антифрикционных чугунов ваграночной плавки. Во всех случаях на первом этапе с учётом общетеоретических концепций определяли качественный состав чугунов, с использованием программ расчёта и ПК находили количественный состав, определяли технологию процесса. Затем изготавливали отливки, определяли структуру и свойства чугуна в них, контролировали процесс их эксплуатации. В частности были изготовлены:

венцы (взамен бронзы Бр05Ц5С5) для шестерён тяжелонагруженного редуктора РМ-1000 (РК-600) «Вторчермета» (г.Батайск) из чугуна ИЧ315ХД2Ф (3,103,25% С; 2,20-2,35% Б1; 0,6-0,8% Мп; 0,4-0,5% Сг; 1,4-1,5% Си; 0,03-0,05% V; до 0,12% Б; до 0,15% Р); ав расчётное - 279,4 МПа; ов фактическое -283,5 МПа; НВ расчётное - 254,94 кг/мм2; НВ фактическое - 255 кг/мм2; фактический годовой эффект (в ценах декабря 2004 г) - 282,3 тыс.руб.; антифрикционные втулки для приценоп КАМАЗ (г.Сгапрополь) из чугуна состава 3,04-3,12% С; 2,17-2,32% 51; 0,63-0,72% Мп; 0,27-0,33%Сг; 0,22-0,25% 0,53-0,66% Си; 0,030-0,033% V; 0,093-0,112% Б; 0,115—0,143% Р со свойствами: ств расчётное - 260,3-266,9 МПа; ств фактическое - 264-286 МПа; НВ расчёт-

16

ное - 245,1-249,5 кг/мм2; НВ фактическое - 241-255 кг/мм2; р фактическое -7,263-7,284 г/см3 (чугун марки СЧ25 по ГОСТ 1412 или АЧС-2 по ГОСТ 1585); заготовки для изготовления шестерён прессов одного из машиностроительных заводов г. Батайска из чугуна состава 3,10-3,20% С; 2,20-2,30% Si; 0,81,2% Мп; 0,3-0,4%Сг; 0,6-0,8% Ni; 1,0-1,3% Cu; 0,04-0,05% Ti; 0,07-0,12% V; 0,107-0,113% S; 0,121—0,138% P со свойствами: аБ расчётное - 308-325 МПа; ов фактическое - 302-318 МПа; НВ расчётное - 265-294 кг/мм2; НВ фактическое - 255-289 кг/мм2; р фактическое - 7,263-7,284 г/см3 (чугун марки СЧЗО по ГОСТ 1412).

Во всех описанных выше случаях чугун получали в пределах одной ваграночной плавки наряду с чугуном для отливок из СЧ18. Рекламаций от заказчиков ни на качество отливок, ни на их обрабатываемость и износостойкость при эксплуатации не поступало.

Таким образом, разработанные технологии дают возможность в реальных производственных условиях принимать и успешно выполнять спецзаказы, которые в условиях обычной ваграночной плавки невыполнимы.

Глава шестая посвящена разработке и внедрению технологий производства отливок из абразивоизносостойких чугунов ваграночной плавки.

Раздел 6.1 посвящен разработке состава и технологии производства чугунов ваграночной плавки с высокой (> 400 НВ) поверхностной твёрдостью. Задачу решали методом математического планирования экспериментов с использование дробной реплики 28"4. В качестве выходного параметра приняли твёрдость НВ на поверхности отливок, в качестве переменных - С (3,0-3,3%); Si (1,6-2,0%); Мп (1,11,7%), Сг (0,6-1,4%); Си (0,2-0,6%); Ti (0,00-0,07%); V (0,0-0,2%); Bi (0,0050,015%). При обработке экспериментальных данных было получено следующее адекватное уравнение (НВ - в кг/мм2):

НВ = 500,1-90,83-С - 21,9Si + 52,5Mn + 61,56Cr + +15,65 ■ Cu + 364,29 • Ti+153,75 ■ V +10550 ■ Bi Металлографические исследования отливок со средними (из указанных выше) значениями показали, что поверхностные слои таких отливок имеют структуру белого или половинчатого чугуна с конгломератной структурой цементита, образовавшегося в междуветвиях аустенита. При этом Bi, как сильно отбеливающий элемент, создаёт условия кристаллизации чугуна преимущественно по метастабильной системе; присадки Мп и Сг наряду с легированием феррита обеспечивают кристаллизацию сложных карбидов типа (FeMn)3C, (FeCr)3C, (FeMnCr)3C с твёрдостью на 1020% выше, чем у Fe3C; Cu выравнивает количество и строение перлита в различных сечениях отливок; Ti и V обеспечивают образование самостоятельных карбидов, нитридов и карбонитридов с твёрдостью до 3 400 кг/ммг, устраняют транскристал-

лизацию в белой структуре и повышают твёрдость как ледебуритных, так и эвтек-тоидных-структур. Всё это и повышает износостойкость экспериментальных чугунов.

С использованием найденного уравнения разработаны блок-схема и программа расчёта состава синтетического или полусинтетического чугуна ваграночной плавки, гарантирующего получение заранее заданной поверхностной твёрдостью отливок'.

С использованием разработанной программы (раздел 6.2) был рассчитан и изготовлен в условиях ваграночной плавки ОАО «Ростовводпром» чугун для производства лопаток бетономешалок с поверхностной твёрдостью не менее 400 НВ, имеющий следующий химический состав: 3,0-3,3% С; 1,6-2,0% Б); 1,2-1,6% Мп; 0,81,2% Сг; 0,3-0,5% Си; 0,03-0,05% "Л; 0,1-0,2% V; 0,010-0,015% В); до 0,13% Б; до

0.20% Р. Натурными испытаниями таких лопаток было установлено, что максимальная их износостойкость достигается при наличии в поверхностном слое 12% графита в структуре цементитно-перлитной матрицы. Это объясняется тем, что такое количество графита мало влияет на твёрдость чугуна, а при контакте графита с абразивными частицами графит играет роль смазки, уменьшая износ микрорезанием и заменяя его на износ микроцарапанием и пластическим передеформированием. Промышленная эксплуатация изготовленных ОАО «Ростовводпром» отливок одной из строительных организаций Ростовской области показала, что их стойкость равна стойкости лопаток из легированных чугунов электродуговой плавки марок ЧН5Х2Л и ЧХ9Н5Л 40 часов непрерывной эксплуатации), а стоимость одной тонны изделий на 17 100 - 21 000= 3 900 руб. меньше. Указанная организация перешла полностью на работу бетономешалок с использованием лопаток из разработанного чугуна ваграночной плавки ИЧ315ХГДТФЛ, микролегированного 0,010-0,015% В), который на ОАО «Ростовводпром» получают в пределах одной плавки наряду с чугуном для отливок из СЧ18.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан и впервые в стране реализован в промышленных условиях технологический процесс производства ваграночного синтетического и полусинтетического чугуна, в котором заданный уровень литейных, механических и эксплуатационных свойств достигается модифицированием (ввод в жидкий чугун до 0,6% присадок, содержащих в различных сочетаниях 51, А1, Ва, Са, Мд, 1_а, Се и др. РЗМ), микролегированием (ввод в составе шихты в вагранку или в жидкий чугун в ковш присадок, содержащих "П, V, 2г, В1 - максимум до 0,3% каждого), легированием (ввод в вагранку в составе шихты присадок, содержащих Мп, Сг,

Си, Мо, с получением суммарного их содержания в готовых отливках до 5%).

" Это даёт возможность в условиях ваграночной плавки получать отливки из се-

poro чугуна марок от СЧ18 до СЧЗО по ГОСТ 1412, из антифрикционного чугуна марок АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3 по ГОСТ 1585, из абразивоизносостойких белых и половинчатых чугунов (как заменителей высоколегированных чугунов типа ЧХ9Н5Л, ЧН5Х2Л по ГОСТ 7769) и др.

2. Разработана и внедрена технология получения в пределах одной ваграночной плавки отливок из чугунов разных составов, структуры и свойств (например, СЧ18 и СЧ21; СЧ18, СЧЗО, АЧС-2 и др.). В зависимости от конкретно решаемых задач практически это решается одним из следующих методов:

при работе на едином составе шихты - путём оптимального микролегирования и модифицирования отдельных порций жидкого чугуна в раздаточном (разливочном) ковше;

при работе на различных составах шихты - загрузкой в вагранку металлических колош с изменёнными (по результатам расчётов) составляющими шихты; жидкий чугун из колош в дальнейшем должен попадать в те разливочные ковши, из которых осуществляется заливка нужных отливок; при необходимости чугун в ковшах дополнительно может подвергаться микролегированию и модифицированию.

3. Показано, что в основе действия легирующих и микролегирующих присадок на изменение структуры и свойств чугуна лежат физико-химические процессы их взаимодействия с Fe, С, S, О, N чугуна с образованием промежуточных фаз, легированных твёрдых растворов; с развитием новых диффузионных потоков; с изменением числа центров кристаллизации аустенита, графита, цементита, феррита; с изменением степени переохлаждения при первичной кристаллизации и скорости кристаллизационных процессов.

4. Показано, что при первичной кристаллизации доэвтектического чугуна графи-тизирующий эффект щелочноземельных, редкоземельных и карбонитридообра-зующих элементов, вводимых в жидкий чугун одновременно с Si и Al, заключается в следующем:

введённые элементы взаимодействуют с S, О, С, N чугуна, уменьшая концентрацию последних в растворе и давая дополнительные неметаллические включения;

Si иА1 снижают растворимость С в чугуне, в силу чего он диффундирует к неметаллическим включениям и активирует их в качестве центров кристаллизации графита;

появление дополнительных центров кристаллизации графита и снижение в растворе концентрации карГ>идосгабилизирующих элементов (S, О, N) повышаю! склонность чугуна к графитизации и устраняют отбел.

Карбидообразующие (Мп, Cr, Mo) и карбидостабилизирующие (Bi) легирующие присадки в тех случаях, когда они не обеспечивают процесс кристаллизации по метастабильной системе, увеличивают переохлаждение при эвтектической кристаллизации и этим обеспечивают измельчение графитовых включений. Графитизирующие легирующие присадки (Ni, Си, Мо - до 1%) действуют также, как Si и AI, но с меньшей интенсивностью.

Все изученные элементы увеличивают число центров кристаллизации аустени-та, измельчают его дендриты и эвтектические зёрна.

5. При эвтектоидном распаде аустенита все изученные модифицирующие, микролегирующие и легирующие присадки повышают устойчивость аустенита, увеличивают его переохлаждение при перлитном превращении, снижают критический размер зародышей цементита, но замедляют скорость превращения А —► П. При этом Сг, Mo, Мп легируют феррит и карбиды, a Ti, V, Zr дают самостоятельные карбиды и легируют феррит. Всё это резко увеличивает число центров кристаллизации цементита и сильно диспергирует перлит. Присадки же Ni иСи в карбиды не входят, а растворяются в феррите (если концентрация Си более 1%, то она в виде самостоятельной фазы оказывается на межфазных границах), мало диспергируют перлит, но выравнивают его содержание в различных частях отливок. Графитизирующие модифицирующие присадки действуют аналогичным образом (за исключением Si).

6. Методом математического планирования экспериментов получены уравнения, описывающие механические свойства синтетического и полусинтетического ваграночного серого чугуна (ов и НВ) в зависимости от основных компонентов химического состава (2,95% С; 1,95-2,35% Si) и модифицирующих присадок (0,00,3% АЛ8; 0,0-0,3% ФС65Ба22; 0,0-0,3% ФС30РБМ20; 0,0-0,4% СК20). С их использованием разработана и реализована на ПК (язык программирования - Basic) программа расчёта оптимальных вариантов химического состава и модифицирующих присадок, обеспечивающих получение отливок минимальной стоимости с заранее заданным уровнем свойств. Программа опробована при решении реальной производственной задачи на ОАО «Ростовводпром». Фактический экономический эффект составил 3 316,24 руб. на каждой тонне годного литья или 60 753,5 руб. - на всём заказе.

7. Найдены экспериментальные значения и математические зависимости влияния каждого из легирующих (0,8-1,5% Мп; 0,1-0,83% Сг; 0,0-0,1% Ni; 0,0-1,5% Си; 0,0-1,0% Мо) и микролегирующих (0,0-0,2% Ti; 0,0-0,2% V; 0,0-0,2% Zr) элементов на степень изменения прочности и твёрдости доэвтектического полусинтетического и синтетического серого чугуна, модифицированного 0,2% АЛ8 и 0,3% ФС65Ба22. Установлено, что при одинаковом количестве введенной

присадки наибольшее влияние на изменение свойств оказывают элементы, которые измельчают структуру первичной кристаллизации и продуктов эвтекто-идного распада, повышают прочностные характеристики феррита (в том числе и за счёт его дисперсионного твердения) - V, 7.г, Сг, Мо, Мп; присадки N1 и Си на изменение свойств оказывают меньшее влияние, но они повышают квазиизотропию чугуна, уменьшая зависимость его свойств от скорости охлаждения. Для доэвтектического чугуна ваграночной плавки найденные зависимости получены впервые.

8. Разработаны алгоритмы, блок-схема и программа расчёта ств и НВ синтетического и полусинтетического серого чугуна ваграночной плавки, учитывающее одновременное влияние основных компонентов химического состава (2,953,25% С; 1,95-2,35% легирующих (до 0.83% Сг; 0,8-1,5% Мп; до 1,0% №; до 1,0% Си; до 1,0% Мо) микролегирующих ("Л, V, 2г - до 0,2% каждого) и модифицирующих (до 0,3% АЛ8, до 0,3% ФС65Ба22, ; до 0,3% ФС30РЗМ20; до 0,4% СК20) присадок. Промышленными экспериментами доказана адекватность полученных моделей и возможность их применения в реальных условиях производства при изготовлении отливок с заранее заданными структурой и свойствами - от СЧ18 до СЧЗО по ГОСТ 1412 и от АЧС-1 до АЧС-3 по ГОСТ 1585. В частности, для изготовления венцов тяжелонагруженного редуктора с ав > 250 МПа и твёрдостью более или равной 255 НВ была разработана и реализована в ОАО «Ростовводпром» технология их изготовления из чугуна ИЧ315ХД2Ф. Было установлено, что присадки Сг, Си, V подавляли превращение А —> Ф+Г, повышали дисперсность перлита, упрочняли феррит по твёрдорас-творному механизму. Эксплуатация изделий из этого чугуна у потребителя (предприятие «Вторчермет» Ростовской обл.) дала фактический годовой экономический эффект 282,3 тыс.руб.

9. Экспериментально установлено, что износостойкость всех полученных чугунов при трении скольжения без смазки увеличивается до 1,7 раза при повышении твёрдости отливок от 169 до 289 НВ, чему одновременно способствуют следующие факторы: повышение количества перлита с 60 до 100%; снижение межпластинчатых расстояний в перлите с 1,0-1,5 до 0,25-0,50 мкм; уменьшение размера эвтектических зёрен с 680 до 200 мкм; увеличение плотности чугуна с 7,11 до 7,33 г/см3; уменьшение длины графитовых включений с 210 до 90 мкм.

10. Найдено уравнение, разработаны блок-схема и программа расчёта на ПК, позволяющие рассчитывать химический состав легированного Мп, Сг и Си и микролегированного Т1, V и В1 ваграночного белого или отбелённого чугуна (для изготовления деталей с поверхностной твёрдостью свыше 400 НВ) с конгломератной структурой цементита, образовавшегося в междуветвиях дендритов ау-

?1

стенита, и наличием 1-2% графита, играющего роль смазки. При практической реализации разработок в ОАО «Ростовводпром» были изготовлены лопатки бетономешалок из рассчитанного по данным работы чугуна ИЧ315ХГДТФЛ с поверхностной твёрдостью 444-479 НВ. Промышленная эксплуатация изготовленных отливок одной из строительных организаций Ростовской области показала, что их стойкость равна стойкости лопаток из легированных чугунов электродуговой плавки марок ЧН5Х2Л и ЧХ9Н5Л (я 40 часов), а стоимость одной тонны изделий - на 17,1-21,0 тыс.руб. меньше.

11. Внедрение разработок в литейном цехе ОАО «Ростовводпром» позволило выполнять заказы, которые сегодня другими литейными цехами, осуществляющими плавку в вагранках (монопроцессом), не принимаются. Это дало возможность увеличить годовой объём производства отливок с 800 до 1 200 тонн и перейти на плавку полусинтетического и синтетического чугуна с использованием в составе шихты « 7,5% литейных чугунов Л5 или Лб и » 62,5% чугунного лома. При этом был получен суммарный годовой эффект в ценах декабря 2004 года - 3,98 млн. руб.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Структура и свойсгва легированного, микролегированного и модифицированного доэвтектического серого чугуна / Сучков А.Н., Пустовойт В.Н., Кузнецов Е.В. и др. // Литьё и металлургия. - 2003. - №3. - С. 50-52.

2. Гибкие технологии получения различных марок серого чугуна в условиях ваграночной плавки / Пустовойт В.Н., Кузнецов Е.В., Малов В.М. // Вестник Дон. гос. тех. у-та. - 2003. - Т.З, №2(16). - С. 155-160.

3. Получение качественных отливок из легированного серого чугуна ваграночной плавки / Пустовойт В.Н., Кузнецов Е.В., Хитрова О.А. // Литейное производство. - 2003. - №5.-С. Ô-9.

4. Получение высококачественных отливок из доэвтектического серого чугуна ваграночной плавки / Сучков А.Н., Кузнецов Е.В., Пустовойт В.Н., и др. // Литейное производство. - 2003. - №10. - С. 13-15.

5. Структура и свойства отливок из износостойкого половинчатого чугуна ваграночной плавки / Пустовойт В.Н., Кузнецов Е.В., Малов В.М. // Вестник Дон. гос.

, тех. у-та - 2004. - Т. 4, №1(19). - С. 55-60.

6. Формирование структуры и свойств доэвтектического серого чугуна при модифицировании, микролегировании и легировании / Сучков А.Н., Кузнецов Е.В.,

22

Пустовойт В.Н. // Вестник Дон. гос. тех. у-та. - 2004. - Т. 4, .№4(22). - С. 415423.

7. Производство и эксплуатация отливок из высокопрочного и высокоизносостойкого чугуна ваграночной плавки / Сучков А.Н., Кузнецов Е.В., Пустовойт В.Н., и др.//Труды VII съезда литейщиков России. Т. 1. Общие вопросы. Чёрные и цветные сплавы, 23-27 мая, Новосибирск, 2005. - С. 87-89.

В набор ~73ЖЩВ печать

/// ¿7

Объем^-5 усл.п.л., ^^уч.-изд.л. Офсет. Формат 60x84/16. Бумага тип №3. Заказ №<55*. Тираж. -/СО.

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия: 344010, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина,!.

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОСНОВЫ ПОЛУЧЕНИЯ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ (ОБЗОР).б

1.1. Износ и износостойкость сплавов.

1.2. Состав, структура и свойства антифрикционных и высокопрочных серых чугунов.

1.3. Отбеленный, половинчатый и белый чугун для абразивоизносостойких деталей: условия получения, химический состав, структура, свойства.

1.4. Способы получения высокопрочных и износостойких чугунов.

2. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

3. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКИ ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ.

3.1. Материал и способы его получения.

3.2. Применение математических методов планирования экспериментов и обработки опытных данных.

3.3. Определение свойств чугуна.

3.4. Исследования структуры.

4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПОЛУЧЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ МАРОК СЕРОГО ЧУГУНА В УСЛОВИЯХ ВАГРАНОЧНОЙ ПЛАВКИ.

4.1. Основные параметры процесса получения отливок из серого чугуна ваграночной плавки в условиях действующего производства.

4.2. Данные статистического контроля действующего производства отливок из серого чугуна марки СЧ18 ваграночной плавки.

4.3. Исследование принципиальной возможности получения в условиях ваграночной плавки серых чугунов различных марок по ГОСТ 1412.

4.3.1. Структура и свойства модифицированного серого синтетического чугуна ваграночной плавки.

4.3.2. Получение, структура и свойства высокопрочных серых чугунов в условиях ваграночной плавки.

5. ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ВЫСОКОПРОЧНЫХ И АНТИФРИКЦИОННЫХ ОТЛИВОК ИЗ ВАГРАНОЧНОГО СЕРОГО ЧУГУНА С ЗАДАННЫМИ УРОВНЯМИ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ.

5.1. Вопросы теории формирования структуры и свойств доэвтектического серого чугуна при модифицировании и микролегировании.

5.2. Определение уровня свойств синтетического и полусинтетического серого чугуна ваграночной плавки при модифицировании графитизирующими присадками.

5.3. Исследование влияния микролегирующих (Ti, V, Zr) и легирующих (Mn, Cr, Си, Ni, Mo) присадок на структуру и свойства доэвтектического серого чугуна ваграночной плавки.

5.4. Разработка алгоритма и программы расчёта свойств модифицированных, микролегированных и низколегированных синтетических и полусинтетических серых чугунов ваграночной плавки

5.5. Исследование износостойкости синтетических и полусинтетических серых чугунов ваграночной плавки.

5.6. Производство и эксплуатация отливок из высокопрочного и высокоизносостойкого серого чугуна ваграночной плавки с заданными свойствами.

6. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК ИЗ АБРАЗИВОИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ ВАГРАНОЧНОЙ ПЛАВКИ.

6.1. Механические свойства высокоизносостойких отливок из синтетического половинчатого чугуна.

6.2. Структура и свойства абразивоизносостойких отливок из синтетических чугунов ваграночной плавки.

Современный рынок предъявляет особые требования к качеству и стоимости производимой продукции. Эти требования усугубляются последствиями общего кризиса экономики и производства в России. В таких условиях особенно остро встаёт вопрос разработки технологий, позволяющих при неизменно высоком уровне потребительских свойств уменьшать издержки на производство продукции.

Износостойкие материалы имеют практическое применение во всех отраслях промышленности. Наиболее широко их применение в автомобильной промышленности, сельхозмашиностроении, производстве и эксплуатации строительного и дорожно-строительного оборудования, военной техники. В жёстких условиях конкурентной борьбы машиностроительные предприятия ищут замену для дорогостоящих износостойких материалов. В соответствии с требованиями рынка металлургам приходится либо искать пути снижения издержек при производстве сплавов с повышенной износостойкостью, либо предлагать на замену традиционным материалам новые более дешёвые в изготовлении сплавы, но с таким же уровнем потребительских свойств.

Часто в качестве триботехнических материалов, наряду с изделиями из баббитов, бронз, порошковых материалов и высоколегированных сталей, применяются и отливки из чугунов. Сфера применения чугунов в качестве триботехнического материала достаточно широка. Для серых чугунов - это детали редукторов, подшипников, открытых зубчатых передач, работающие в качестве антифрикционных материалов в условиях трения скольжения, качения или качения с проскальзыванием. Для белых и отбелённых чугунов -это детали строительного оборудования, мелющих установок и т.п., работающие в условиях абразивного и гидроабразивного износа. Несмотря на широкий разброс типов чугунов, применяющихся в качестве износостойких материалов, их все объединяют некоторые технологические особенности изготовления, подразумевающие достаточно высокие расходы при их производстве.

Прежде всего, к таким технологическим особенностям относится то, что чугуны триботехнического назначения в подавляющем большинстве случаев производятся либо в электропечах, либо дуплекс-процессом (вагранка - электропечь). В составе шихты при выплавке таких чугунов закладывается большая доля сравнительно дорогих и дефицитных шихтовых материалов, в том числе - и легирующих. В условиях жёсткой конкурентной борьбы проблема снижения расходов при производстве таких чугунов, например, путём выплавки монопроцессом (только вагранка) и на шихте, содержащей в качестве основных составляющих только стальной и чугунный лом, возврат собственного производства, несомненно, актуальна и важна.

Целью настоящей работы является исследование, разработка и внедрение составов и технологии производства антифрикционных, абразивоизносо-стойких и высокопрочных изделий из синтетических и полусинтетических чугунов ваграночной плавки с заданными уровнями структуры и свойств при минимальных затратах.

Научная новизна заключается в разработке теоретических концепций формирования структуры и свойств доэвтектических серых, белых и половинчатых чугунов при различных вариантах модифицирования и микролегирования графитизирующими, карбо-, нитридообразующими и стабилизирующими цементит присадками. Это позволило разработать и реализовать принципы создания высокоизносостойких чугунных изделий, работающих в условиях трения качения со смазкой и в условиях интенсивного абразивного и гидроабразивного износа.

Разработаны алгоритмы и программы расчёта составов чугунов ваграночной плавки, обеспечивающие получение высокоизносостойких деталей с заранее заданными уровнями характеристик структуры, механических и эксплуатационных свойств. Результаты работы внедрены в литейном цехе ОАО «Ростовводпром» (г. Батайск), а также на ряде предприятий чёрной металлургии и строительных организаций Ростовской области.

Работа выполнена на кафедре «Физическое и прикладное материаловедение» Донского государственного технического университета, а также в литейном цехе и центральной заводской лаборатории ОАО «Ростовводпром» (г. Батайск).

Результаты исследования влияния легирующих (Мп, Сг, Ni, Си, Мо) и микролегирующих (Ti, V, Zr) присадок на степень изменения ав (К<,) и НВ (Кнв) доэвтектического серого чугуна ваграночной плавки, модифицированного 0,2% АЛ8+0,ЗФСб5Ба22, приведены на рис. 5.17 и 5.18. При этом точками на этих рисунках нанесены экспериментальные значения полученных величин по данным табл. 5.9, а математические зависимости, найденные по этим данным с использованием метода чисел Чебышева по специально разработанной программе (язык программирования - Basic, см. приложение П.3.2), - линиями. Сами же найденные математические зависимости приведены в табл. 5.12.

1. Аахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990. - 528 с.

2. Материаловедение и конструкционные материалы / Л.С.Пинчук, В.А.Струк, Н.К.Мышкин, А.И.Свириденко. Минск: Вышэйная школа, 1989.-461 с.

3. Иосилевич Г.Б. Детали машин. М.: Машиностроение, 1988. - 368 с.

4. Петриченко В.К. Антифрикционные материалы и подшипники скольжения. М.: Машиностроение, 1954. - 383 с.

5. Шпагин А.И. Антифрикционные сплавы. М.: Металлургия, 1956. -326 с.

6. Справочник по чугунному литью / Под ред. Н.Г.Гиршовича. 3-е изд., перераб. и доп. - А.: Машиностроение, 1978. - 758 с.

7. Гречин В.П. Износостойкие чугуны и сплавы. М.: Машгиз, 1961. -127 с.

8. Цыпин И.И. Износостойкие белые чугуны. М.: Металлургия, 1983. -176 с.

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

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

11. Чугун: Справочник / Под ред. АД.Шермана, А.А.Жукова. М.: Металлургия, 1990. - 576 с.

12. ГОСТ 27674-88. Трение, изнашивание и смазка. Термины и определения. М.: Из-во стандартов, 1988, - 11 с.

13. Гаркунов Д.Н. Триботехника. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, - 1989. - 328 с.

14. Справочник по триботехнике. В 3-х т. / Под общ. ред. М.Хебдьг, А.В.Чичинидзе. М.: Машиностроение, - 1989. - Т.1: Теоретические основы - 400 с.

15. Справочник по триботехнике. В 3-х т. / Под общ. ред. М.Хебдьг, А.В.Чичинидзе. М.: Машиностроение, - 1990. - Т.2: Смазочные материалы, техника смазки, опоры скольжения и качения - 416 с.

16. Справочник по триботехнике. В 3-х т. / Под общ. ред. М.Хебдьг,A.В.Чичинидзе. М.: Машиностроение, - 1992. - Т.З: Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний - 730 с.

17. Словарь-справочник по трению, износу и смазке деталей машин /B.Д.Зозуля, Е.Л.Шведков, Д.Я.Ровинский и др. 2-е изд., перераб. и доп. - Киев: Наукова думка, 1990. - 265 с.

18. Трение, изнашивание и смазка: Справочник. В 2-х т. / Под ред. И.В.Каргельского, В.В.Алисина. Т.1 М.: Машиностроение, 1978. -400 с. Т.2 - М.: Машиностроение, 1979. - 357 с.

19. Контактное взаимодействие твёрдых тел и расчёт сил трения и износа: Справочник. М.: Наука, 1989. - 260 с.

20. Михин Н.М. Внешнее трение твёрдых тел. М.: Наука, 1990. - 277 с.

21. Старосельский А.А., Гаркунов Д.Н. Долговечность трущихся деталей машин. М.: Машиностроение, 1967. - 395 с.

22. Suh N.P. The delamination theory of wear / / Wear. 1973. - V.25. - №1. -P. 111-124.

23. Демшин Н.Б. Контактирование шероховатых поверхностей. М.: Наука, 1970. - 227 с.

24. Комбалов B.C. Влияние шероховатости твёрдых тел на трение и износ. -М.: Наука, 1974. 112 с.

25. Kayaba Т. е.а. An investigation surface damages by rolling contact // Technology reports Tohaku Univer. 1976. V.41 - №1. - P.21-46.

26. Трубин Г.К. Контактная усталость материалов для зубчатых колёс. М.: Машгиз, 1962.-403 с.

27. Закономерности изнашивания гетерогенных структур высокопрочных покрытий / В.М.Власов, Л.М.Нечаев, Н.Б.Фомичёва, П.И.Маленко // МиТОМ. 1996. - №6. С.21-25.

28. Финкель В.И. Физика разрушения. Рост трещин в твёрдых телах. М.: Металлургия, 1970. - 376 с.

29. Хеллан К. Введение в механизм разрушения. М.: Мир, 1988. - 364 с.

30. Рыбакова A.M., Куксенова Л.И. Структура и износостойкость металлов.- М.: Машиностроение, 1982. 202 с.

31. Дидовец A.M. Повышение контактной выносливости наплавочных материалов на основе железа при трении качения. Дис-канд.техн.наук.- Ростов н/Д, 1985. 164 с.

32. Жуков А.А. Комплексная методика исследования контактных повреждений при качении. Дис-канд.техн.наук. - Ростов н/Д, 1988. - 161 с.

33. Колотиенко С.Д. Контактная усталость тяжелонагруженных пар трения, упрочнённых индукционной наплавкой. Дис-докт.техн.наук. -Ростов н/Д, 1991.-451 с.

34. Марковский Е.А. Основные закономерности изнашивания металлов // Литые износостойкие материалы. Киев: Наукова думка, 1969. - С.З-17.

35. Хрущёв М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. - 252 с.

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

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

38. Батаев А.А., Тишинский Л.И., Батаев В.А. Влияние феррито-цементитной структуры на скорость абразивного изнашивания стали // МиТОМ. 1996. - №6. - С.25-27.

39. Структура и свойства литых мелющих шаров / И.К.Культовский, В.И.Медведев, А.И.Поддубный и др. / / Литейное производство. 1996. - №10. -С.21-22.

40. Романов Л.М., Козлов Л.Я., Рябов М.В. Износостойкие отливки нового поколения на основе системы Fe-Cr-C / / Литейное производство. -1997. №5. - С.23.

41. Uetz J., Unemois Н. Untersuchung des Strahlverscheissmechanismus von Metallen // Wear. 1977. - V.43. - №3. - P.375-388.

42. Любарский И.М., Палатник И.С. Металлофизика трения. Сер.: Успехи современного металловедения. - М.: Металлургия, 1976. - 176 с.

43. Новые решения в области ресурсосберегающих технологий металлургического производства / В.В.Овчинников, П.Н.Войтович, В.Г.Сашкевич и др. // Литьё и металлургия. 2003. - №3. - С. 117-121.

44. Конструкционные материалы: Справочник / Б.Н.Арзамасов, В.А.Брострем, Н.А.Буше и др.; под общ. ред. Б.Н.Арзамасова. М.: Машиностроение, 1990. - 688 с.

45. Справочник по машиностроительным материалам. В 4-х т. Т. 3: Чугун / Под ред. Г.И.Погодина-Алексеева. М.: Машгиз, 1959. - 359 с.

46. Кузнецов Б.Л. Введение в литейное металловедение чугуна. М.: Машиностроение, 1995. - 168 с.

47. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. М.: Машиностроение, 1966. - 562 с.

48. Ушаков А.Д. Износоустойчивость серого чугуна / / Литейное производство. 1956. - №4. - С. 19-20.

49. Piwowarsky Е. Hochwertiges Gusseisen. Zweite verbesserte Auflage. Springer-Verlag Berlin. 1951. Перевод на русский язык в двух томах. М.: Металлургия. 1965. 1184 с.

50. Волпянский Л.М. Износостойкость чугуна, отлитого в металлические формы // Литейное производство. 1951. - №12. - С. 23-24.

51. Отливки из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом / Э.В.Захарченко, Ю.Н.Левченко, В.Г.Горенко и др. Киев: Наук, думка, 1986.-248 с.

52. Смирнов А.И., Бровкина Е.П. Исследование износостойкости сернистых чугунов / / Изв.вузов. 1965. - №2. - С. 154-161.

53. Сидоренко Р.А., Обыденной А.Н. Некоторые аспекты производства чугунов с шаровидным графитом // Литейное производство. 2002. -№6. - С. 8-9.

54. Магабейл Б.В. Применение легированных чугунов для отливки деталей дизельных моторов / 27-ой международный конгресс литейщиков, 1927 сентября I960 г. Цюрих. М.: Машиностроение, 1961. С. 684-690.

55. Ресурсосберегающие технологии получения отливок из высококачественных чугунов / И.В.Рябчиков, В.А.Изосимов, Р.Г.Усманов и др. // Литейное производство. 1998. - NqI. - С.9-10.

56. Демин Д.А., Пелих В.Ф., Пономаренко О.И. Комплексное легирование серого чугуна // Литейное производство. 1998. - №10. С. 18-19.

57. Леви Л.И., Кантеник С.К. Литейные сплавы. М.: Высшая школа, 1967. - 435 с.

58. Воздвиженский В.М., Грачёв В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. М.: Машиностроение, 1984. - 432 с.

59. Влияние РЗМ на плотность и износостойкость серого чугуна / М.Д.Филенков, А.В.Афонаскин, A.M.Савиных и др. // Литейное производство. 1997. - №5. С. 27.

60. Козлов Л.Я., Романов A.M. Перспективы развития методов управления литой структурой сплавов / / Литейное производство. 1997. - №5. -С. 27-28.

61. Балинский С.В., Кравченко Д.С. Особенности процесса модифицирования чугунов / / Литейное производство. 2001. - №1. - С. 9-11.

62. Худокормов Д.А., Писаренко Л.З. Использование комплексного сплава для микролегирования серого чугуна // Литьё и металлургия. 2003. -№3. - С. 57-59.

63. Комплексная инокулирующая обработка жидкого чугуна / Н.И.Бестужев, В.М.Михайловский, А.Н.Бестужев и др. // Литейное производство. 2003. - №10. - С. 6-8.

64. Сомин В.З., Андреев А.Д., Куликов В.И. Производство отливок из сложнолегированного чугуна с высокими параметрами специальных свойств // Литейное производство. №11. - 2002. - С. 16-25.

65. Grundlach R.B., Parks J.L. Climax Molibdenum Company of Michigan. Ann. Arbor. Influence of Abrasive Hardness on the Wear Resistance of High Chromium Irons. - Wear. - 46. -1978 - P. 97-108.

66. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. M.: Металлургия, 1976. - 257 с.

67. Bernstein J. Boron-carbide additions to cast iron / / Foundry Trade Journal. №№2422, 2423. - 1963 - P. 593-599, 623-629.

68. Кривошеев А.Е. Литые валки. М.: Металлургия, 1957. - 360 с.

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

70. Iron casting Handbook. 3-rd Edition / Edited by G.F.Walton. Cleveland: Iron Casting Society USA, 1981. - 832 p.

71. Коцюбинский О.Ю. Стабилизация размеров чугунных отливок. М.: Машиностроение, 1974. - 296 с.

72. Механизм изнашивания формующей оснастки из стали 45 // Литейное производство. 1996. - №6. - С.27-29.

73. Гималетдинов Р.Х. Синтетический чугун для прокатных валков / / Литейное производство. 1997. - №11. - С. 19-21

74. Гольдштейн Я.Е. Микролегирование стали и чугуна. Свердловск: Машгиз, 1959. - 198 с.

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

76. Magnin P., Kurz W. Competitive growth of stall and metastable Fe-C-X eutectics: Part I. II. // Metall. Trans. 1988. - V/19A. - P. 1955.

77. Kurz W. Deudritic growth of eutectic alloys in the coupled zone. Iutern. Met. Rev. - 1979. - 244 p.

78. Подцубный A.H., Кульбовский И.К., Афонин Д.Г. Износостойкость различных типов чугунов и бронз // Литейное производство. 1997. - №5. -С. 13.

79. Влияние легирующих элементов на кристаллизацию, структурообразо-вание и физико-механические свойства белого чугуна / Ри Хосен, Э.Х.Ри, В.А.Тейх и др. / Литейное производство. 2000. - №10. - С.15-17.

80. Производство массивных отливок из сложнолегированного высокоизносостойкого чугуна / Н.Н.Александров и др. Литейное производство. - 2003.- №4. - С. 2-3.

81. Половинчук В.П. Износостойкий половинчатый чугун, используемый при термоциклировании отливок / / Литейное производство. 1992. -№1. - С. 15-16.

82. Низколегированный хромомедистый чугун для отливок базовых моделей станков / Н.И.Кобелев, А.В.Козлов, Б.М.Гринберг и др. // Литейное производство. 1993. - № 2-3. - С.5-6.

83. Бауер В., Нехтельберг Е. Новые исследования зависимости прочности отливок из низколегированного чугуна с пластинчатым графитом от толщины стенок: тез. докл. на междунар. конгрессе литейщиков. М.: ВНИИТЭМР, 1988.-С. 1-11.

84. Справочник литейщика: Чугунное литьё / И.Н.Богачёв, Н.П.Дубинин, И.П.Егоренков и др. Под общ. ред. Н.Н.Рубцова. М.: ГНТИМА, 1961. -774 с.

85. Patterson W. Dietzee G. Zusammenhange zwischen chemischer Zusam-mensetzung, Schmelzbehantung und Eigenspannugen bei Gusseisen nur Damellngraphit // Giesserei Technische Wissenschaftlich Beihefte/ -1966. №3. - S. 165-178.

86. Иванова А.А., Малых Л.Я. Литейное производство Украины состояние и перспективы подъёма // Литьё и металлургия. - 2003. - №3. - С. 113116.

87. Давыдов С.В., Гирцев Е.И. Производство автомобильных отливок из ваграночного чугуна // Литейное производство. 2003. - №4. - С.4-5.

88. Цюгенгоф А., Кортмулдер Р. вакуумная плавка чугуна и изменение эффекта модифицирования / 28-й международный конгресс литейщиков. 19-24 июня 1961 г. Вена. М.: Машиностроение, 1964. -С. 153-161.

89. Варга Ф. Влияние шлака на свойства чугуна / 28-й международный конгресс литейщиков. 19-24 июня 1961 г. Вена. М.: Машиностроение, 1964. - С. 338-355.

90. Колло А. Проблемы оценки качества серого чугуна и роль вторичной структуры / 27-й международный конгресс литейщиков. 19-27 сентября I960 г. Цюрих. М.: Машиностроение, 1961. - С. 83-113.

91. Горшков А.А. Отливки для металлургического оборудования. Свердловск - М.: Машиностроение, 1947. - 248 с.

92. И.Б.Харез, М.Н.Беркун, И.П.Волчек и др. Совершенствование технологии производства фасонного литья на предприятиях цветной металлургии. М.: Цветметинформация, 1980. - 31 с.

93. Шумихин B.C., Лузан П.П., Жельнис М.В. Синтетический чугун. Киев.: Наука думка. 1971. 188 с.

94. Плавка синтетического чугуна в индукционных печах и её технология на Каунасском литейном заводе «Центролит» / Под ред. Н.Г.Гиршовича. Вильнюс: Минтис, 1974. - 297 с.

95. Подубный А.Н. Технологические и теоретические основы производства мелющих тел из чугунов. Брянск: БГТУ, 1997. - 188 с.

96. Комаров О.С. Формирование структуры чугунных отливок. Мн.: Наука и техника, 1997. - 146 с.ЮО.Бесстужев А.Н., Бесстужев Н.И., Королёв С.П. Половинчатые белые чугуны в условиях ударно-абразивного износа / / Литейное производство. 2003. - №10. - С.9-10.

97. Болотов А.Н. Локальное объёмное легирование отливок с использованием стержней из экзотермических смесей // Литейное производство. -2000. №9. - С.5-6.

98. Карпенко М.И., Мельников А.Н., Сайков М.А. Литейные сплавы и композиции для износостойких деталей и оснастки / / Литейное производство. 2002. - №1. - С.5-6.

99. Металловедение и термическая обработка стали: Справочник т.1 / Под ред. М.Л.Бернштейна и А.Г.Рахштата. М.: Металлургия, 1983. - 576 с.

100. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976. - 280 с.

101. Митропольский А.К. Техника статистических вычислений. М.: Наука. 1971.-576 с.Юб.Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и её инженерные приложения. Учеб. пособие для вузов. 2-е изд., стереотип. - М.: Высш. шк., 2000. - 480 с.

102. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия., 1970, 376 с.

103. Гибкие технологии получения различных марок серого чугуна в условиях ваграночной плавки / Пустовойт В.Н., Кузнецов Е.В., Ма-лов В.М. // Вестник Донского государственного технического университета. т. 3. 2003. - №2(16). - С. 155. 160.

104. Получение качественных отливок из легированного серого чугуна ваграночной плавки/ Пустовойт В. Н., Кузнецов Е. В., Хитрова О.А.// Литейное производство. 2003. - №5. - С.8.9.

105. Структура и свойства легированного, микролегированного и модифицированного доэвтектического серого чугуна / Сучков А.Н., Карабиц О.И., Кузнецов Е.В., Пустовойт В.Н., Малов В.М. // Литьё и металлургия. 2003. - №3. - С.50.52.

106. Получение высококачественных отливок из доэвтектического серого чугуна ваграночной плавки / Сучков А.Н., Кузнецов Е.В., Пустовойт В.Н., Малов В.М.// Литейное производство. 2003. - №10. -С.13.15.

107. Н.Гольдштейн М.И., Грачёв С.В., Векслер Ю.Г. Специальные стали. М.: Металлургия, 1985. - 408 с.

108. Структура и свойства отливок из износостойкого половинчатого чугуна ваграночной плавки / Пустовойт В.Н., Кузнецов Е.В., Малов В.М.// Вестник Донского государственного технического университета, т. 4. -2004. №1(19). - С.55.60.

109. Сучков А.Н., Кузнецов Е.В., Пустовойт В.Н., Малов В.М. / Производство и эксплуатация отливок из высокопрочного и высокоизносостойкого чугуна ваграночной плавки.: Матер. VII съезда литейщиков России 2327 мая 2005 г.10 PRINT

110. FOR 1 = 1 ТО NlrFQP СГ-1 160 INPUT Af1,Ji 1 DO N11 XT J :Nt~X'i' I 1S2 FOR 1 = 1 TO Ml:FOR J-=l 134 PRINT fi(I,J)i 1S& NEXT J:PRINT :NEXT I

111. PRINT "Прос-ерь-'й правильность ваыдениы коэффициентов. Е!слм seeверю наберите 1 .Если есть ошибки - набериге 2 и введите ("оэфс-чдиенгы сноей"200 INPUT Н210 IF ,{=2 (Нй 140

112. S3»S3MP(l)-Dir-2 530 NEXT IS4U 5 (S3/(М-1 ) ) '". 5

113. PRINT "0з=дита табличные значения t-критериа при принятых значениях h, вероятности и приняты/: количествах опруделения У среднего л,19 каждого опита"

114. INPUT ТТ 570 1>В«П*Ы?/П''.3

115. REM Определение адекватности цпавнения sксперимения льным данным и нахождение- коэффициенте! коорелацим64o : ь6=065«.' Г OR I -1 ТО N1 sE2(l)=BO:FO» J-l ТО N02 { i > "-£'2I 1 +b( J ) *A ( 1 , J s t)/'.i fix I Jам m (f i = ( ex: )--ь-2(: .>) '"-2

116. DVl (1 ) = (£гО-Б2( I) 700 ib=C5<-r)V< I ) 710 S6-S6*0Y1< I ) 720 NEXT т

117. PRINT '*Введите табличные £качания критерия Фишера при вероятности Р--0. 95,числе степеней свободы числителя F.1 =N-N1,чисis степеней свободы знаменателя F2-M-1 (при Fl=2 и ГТЛ& ./40 INPUT ГТАЕ' 750 r-i-■т-SS/ i Nt Ч;/ВВл;

118. X ( 0 ) =0: Y i 0 ) ~01 Y1 ( 0) =0

119. FOR I-l V0 N: I-OR J=1 TO 260 READ N(i,J j65 NEXT J :NEXT IЫ FDR 1=1 TO U70 A (i )■-■■■ >: (i-i) + iGO Y1 ( I) = Y 1 t I 1) +Г1 (1, 2 )83 YU )"VU-1) <-M(I,2)'"290 NEXT I

120. DATA 1 ,1,0.833.2.9167,-2,2,-1,1 ,-1,-1,2,-4,0,-2,0, 6, 1, --1 , -2,-4, 2. 1 ч 1. , i'j, 14, '.(j , 7'j2672/0 Di 1 , J. ,i =0: t>( 1 ,2 J =0: D ( 1 s 3 ) -0: D (1 ,4 ; =0 2b'U FOR 1-1 TO Y~l TO 4

121. READ X (. 1 , Y ) 300 IF 2=5+2 IHIIN 320

122. IF I >~2 THEN D( I ,Y)=D( 1-1 , Y ;+Mi I-i ,2 j #K( I ,Y)320 NEXT YiNEXT I321 S=S+1322 IF S>M THEN 325

123. GOTO 270 325 P(OJ-VI <h)/N330 ti < 0 ) -Y i M j (Y1 (f!) Л2/ N ) 340 T ( 0 ) = (Б ( 0) / < H~ 1 » J . 5 350 PRINT '' T 0 ) --- " ; I'tOi 355 V=3: NV6 THEN V=4 360 FOR 1--1 ГО V

124. P(I)=0( rb- l,l)»K(l,I)/K((N^i,I)

125. I )"G(I-1 )-P( I )''"2*.:<( (N+2) , I)/K(i , J )""23B3 PRINT P(I;;6(Ii30? ir bU ; ■■'-> • 'f-"i 4 1.03V'j < I) ~ к ь (I ) / < N-I i i ; I ) --. 5

126. PRINT "Ti. " ; I ; " )~" ; T >. I )410 NEXT 1

127. Р (2) лч>:Р( 3.):-0 490 GOTO 610300 Р ( 3 ) =06Ю 1 !»{-■{ м+А ) / 2 ; +P(2 ) f { {M+l ) "2/4-(Мл2-1 J/12)+P(3)*(~<N'ir-:;/ в (>■ t N"2- / г* (м+1> /40;

128. DS'P ( 1 i <-P ( 2 ) * (N+l i v. ( — i i +p ( 3 ) $ ( Зу f + ) ■2/4- ( 3tN"'2-7) /20 /6 :•<.' C'-P (21+P ( 3 ; * ( 4 (1 ) /2 )640 R: P ( 3 ;

129. PRINT " Al~ ";Al;" Bl= ";B1;" Ci = ";C1;" Rl- ";R1 670 PRINT "Пропер к а пригодности найденного уравнений1' 675 L---0АГ»0 PGR К—ftС. 1,1) ГО M(N,1) STEP DX 6BS L-L+i6V0 Y-Al +B1 *X+ C 1 *X"2+-R1 *X' .3

130. PRINT ">;="; X; "Y="; Y;"Y(<s>skt) ;M(L,2)710 MEXT X

131. PRINT "Сравните нейдонные значения Y с введенными длен соотеетст-' вунмцих значений хЕсли рэзуль гаты Вас удовлетворяют, наберите 1. эсли нет-наберите 2 и еоедите RUM"730 INPUT U740 IF 0=1 THEN L'NO750 IP 0=2 THEM 325