автореферат диссертации по металлургии, 05.16.04, диссертация на тему:Выбор и обоснование химического состава жароизносостойкого чугуна для отливок специального назначения

КОНТРОЛЬНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР

На правах рукописи

Гольцов Алексей Сергеевич

ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ЖАРОИЗНОСОСТОЙКОГО ЧУГУНА ДЛЯ ОТЛИВОК СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.16.04 - Литейное производство

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 о ноя 2011

Магнитогорск - 2011

4859250

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова».

Научный руководитель- доктор технических наук, профессор

Колокольцев Валерий Михайлович.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Мысик Раиса Константиновна, кандидат технических наук Цыбров Сергей Васильевич.

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский

государственный университет» (национальный исследовательский университет).

Защита состоится «29» ноября 2011 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 212.111.01 при ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова» по адресу: 455000, г. Магнитогорск, пр. Ленина, 38, МГТУ, малый актовый зал.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова».

Автореферат разослан «28» октября 2011 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Селиванов В. Н.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из главных задач машиностроения является повышение надежности и долговечности деталей, работающих в сложных условиях эксплуатации. Значительное число деталей оборудования горной и металлургической промышленности изготавливается из различных сплавов методом литья. Срок службы отливок, работающих в условиях высоких температур (более 800 °С), окислительных сред, абразивного и ударно-абразивного износа, будет определяться износостойкостью и жаростойкостью материала, из которого они изготовлены. На долговечность деталей, работающих в таких условиях, решающее влияние оказывают процессы их взаимодействия с окружающей средой. Находясь в агрессивной среде, сплавы подвергаются высокотемпературной коррозии. Наиболее распространенным видом такого взаимодействия является окисление.

Яркими представителями деталей, работающих в данных условиях эксплуатации, являются колосники спекательных тележек. Низкая стойкость колосников спекательных тележек аглофабрик приводит не только к повышенному расходу их, но и ухудшению процесса агломерации, что ведет к нестабильности процесса спекания агломерата. В настоящее время используются колосники примерно 18 типоразмеров массой от 2 до 20 кг, которые изготавливаются штамповкой и литьем из обычных и легированных сталей из круглого и листового проката (11 марок) и литейных чугунов и сталей.

Для изготовления жаростойких деталей применяют три основных класса сплавов, которые в соответствии с их основой делятся на никелевые, кобальтовые и сплавы на основе железа. Сплавы с высоким содержанием Со необходимо применять лишь там, где требуется повышенная жаропрочность при температурах свыше 1200 °С.

В мировой практике накоплен значительный опыт применения в качестве жароизносостойких материалов высоколегированных сталей и чугунов. Получение жароизносостойких деталей с соответствующими физико-механическими свойствами заключается в правильном выборе химического состава сплава и технологии производства отливки.

Чисто высокохромистые и неграмотно легированные железоуглеродистые сплавы (т.е. легированные с целью повышения одних свойств, совсем не учитывая других), не отвечают противоположным требованиям, которые предъявляются к эксплуатационным свойствам жароизносостойких деталей.

Перспективными материалами для изготовления литых деталей оборудования горной и металлургической промышленности, работающих в сложных условиях изнашивания при повышенных температурах, являются комплексно- легированные белые чугуны (КЛБЧ), которые вследствие особенностей микроструктуры могут обеспечить одновременно высокий уровень нескольких эксплуатационных свойств: износостойкости, жаростойкости, коррозионностойкости.

В связи с этим, разработка нового состава жароизносостойкого чугуна является актуальной задачей.

Цель работы; Выбор и обоснование нового химйческого состава комплексно-легированного белого чугуна для отливок, работающих в условиях абразивного износа, высоких температур и агрессивных газовых сред.

Для достижения этой цели решали следующие задачи:

1. Сравнительные исследования структуры и свойств высоколегированных хромистых сталей и КЛБЧ, применяющихся для изготовления отливок, работающих в условиях абразивного износа, газовых сред и высоких температур в литом состоянии и после соответствующих испытаний на специальные свойства.

2. Изучение влияния химического состава сплавов, условий их охлаждения в литейных формах с различной теплоаккумулирующей способностью и воздействие первичной литой структуры на сопротивление отливок абразивному износу, высоким температурам и агрессивным газовым средам.

3. Исследование процесса окисления чугунов при температурах до 1000 °С и выявление особенности изменения их структуры и свойств.

4. Разработка нового состава сплава для изготовления отливок, работающих в условиях абразивного износа, высоких температур и агрессивных газовых и коррозионных сред.

Научная новизна работы:

1. Определены рациональные количества легирующих элементов (С, 81, Мп, Сг, №, №>, А1) комплексно-легированного белого чугуна для получения отливок с высокими жароизносостойкими свойствами для работы в условиях абразивного износа и высокотемпературного окисления при 800 - 1000 °С.

2. Установлена взаимосвязь эксплуатационных свойств отливок из железоуглеродистых сплавов при 100-часовой высокотемпературной выдержке (800 и 1000 °С), химического состава и строения первичной литой структуры сплава.

3.Выявлены закономерности влияния химического состава и скорости его охлаждения на структуру и свойства исследованных чугунов, позволяющие прогнозировать первичную литую структуру чугунов и эксплуатационные свойства.

4. Выявлено, что увеличение расстояния между карбидами в исследованных высокохромистых сталях и комплексно-легированных белых чугунах в литом состоянии приводит к падению абразивной износостойкости, но способствует увеличению коэффициента ударно-абразивной износостойкости.

5. Установлено отрицательное влияние марганца на структуру и свойства комплексно-легированных белых чугунов при температурах окисления выше 800 °С в результате высокого содержания марганца в карбидной фазе первичной литой структуры сплава.

Практическая ценность работы

1. Получены и уточнены механические (твердость НЯС), эксплуатационные свойства (коэффициент износостойкости Ки, коэффициент ударно-абразивной износостойкости К/дар, окалиностойкостьДот, ростоустойчивость Ь, коррозионная стойкость Кг) железоуглеродистых сплавов в литом состоянии и после высо-

котемпературного окисления при температурах 800 и 1000 °С.

2. Разработаны новые химические составы жароизносостойких чугунов для отливок специального назначения, обеспечивающие высокие эксплуатационные свойства при температурах 800 - 1000 °С.

3. Получены новые данные о химическом составе и структуре оксидного слоя, образующегося на поверхности отливок их высокохромистых сталей и КЛБЧ при температуре окисления 800 и 1000 °С (толщина оксидного слоя, прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью отливки, микротвердость).

Производственное опробование

Из разработанного состава жароизносостойкого чугуна в отделении мелкого литья ОАО "Баймакский литейно-механический завод" была изготовлена опытная партия отливок «колосник» общей массой 10 т для паллет агломерационных машин аглофабрики ОАО «ММК», которые прошли производственные испытания на спекательных тележках агломерационной машины № 15 аглофабрики № 4 ОАО «ММК».

Паллеты агломерационной машины, собранные из экспериментальных колосников ИЧ240Х20Ю2Б2НТР, превысили срок службы колосников из высоколегированной стали 75Х24ТЛ в 2 раза. Повышенная стойкость колосников способствовала ровной работе агломашины, и, благодаря этому, увеличению выхода товарного агломерата с уменьшением доли оборотного продукта (возврата).

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на 65й научно-технической конференции, г. Магнитогорск, 2007 г; Всероссийском конкурсе по программе «У.М.Н.И.К.-2008», г. Магнитогорск, 2008 г., 3-х международных научно-технических конференциях: Современная металлургия начала нового тысячелетия, г. Липецк, ЛГТУ 2007 г.; конференции молодых специалистов ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат», г. Магнитогорск, 2008 г.; Литейное производство сегодня и завтра, г. Санкт-Петербург, 2010 г., 9м Съезде литейщиков России, г. Уфа, 2009 г.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 научных статей, из них 4 статьи в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК, получен 1 патент на изобретение.

На защиту выносятся:

1. Результаты исследований по влиянию химического состава сплавов и скорости охлаждения на первичную литую структуру высокохромистых сталей и комплексно-легированных белых чугунов.

2. Результаты по влиянию структуры высокохромистых сталей и КЛБЧ на механические и эксплуатационные свойства отливок (твердость, износостойкость, жаростойкость).

3. Результаты исследований состава, структуры и свойств образующегося на поверхности отливок оксидного слоя при температурах 800 и 1000 °С (толщина оксидного слоя, прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью отливки, микротвердость).

4. Новый состав комплексно- легированных белых чугунов для отливок, работающих в условиях абразивного износа при температурах до 1000 °С.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, выводов, библиографического списка из 114 наименований, 1 приложения. Текст диссертационной работы изложен на 145 страницах машинописного текста, иллюстрирован 57 рисунками, 49 таблицами.

Личный вклад автора. Все представленные в работе экспериментальные результаты получены автором самостоятельно. При этом автор проводил исследования в лабораторных и промышленных условиях, разрабатывал методы и методики исследования и принимал непосредственное участие в разработке, проектировании и изготовлении лабораторного и промышленного оборудования.

2. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована цель исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы, основные положения, выносимые на защиту, апробация работы и публикации.

В первой главе на основе обзора отечественной и зарубежной литературы проведен анализ факторов, влияющих на эксплуатационные свойства отливок из специальных чугунов и сталей, работающих в условиях абразивного износа, высоких температур и агрессивных газовых сред.

Определено, что наибольшее влияние на скорость окисления оказывает химический состав сплава и рабочие температуры.

Особое внимание уделено влиянию С, Мп, Сг, Т1, ЫЬ, А1 как по отдельности, так и в составе различных легирующих комплексов на механические и эксплуатационные свойства сплава (жаростойкость, износостойкость). Причем сведения о влиянии отдельных легирующих элементов весьма противоречивы.

Температура является одним из наиболее мощных внешних факторов, влияющих на окисление и обезуглероживание отливок из стали и чугуна. Между интенсивностью окисления и температурой существует экспоненциальная зависимость. Рассмотренные принципы легирования жароизносостойких сплавов показали, что решающую роль при высокотемпературном окислении оказывает способность образовывать при взаимодействии с окружающей средой оксидные пленки, препятствующие протеканию диффузионных процессов.

Несмотря на большое количество работ, посвященных жаро-износостойким сплавам, в настоящее время нет четко обоснованных требований, предъявляемых к их литой структуре и комплексу свойств. Выявленные противоречия о влиянии легирующих элементов на жароизносостойкость вызваны целым рядом факторов, связанных с методикой проведения экспериментов, выбором марок сплавов для исследования, содержанием других легирующих элементов в сплаве, подготовкой образцов, условиями получения сплавов и др. На основе изучения состояния вопроса были сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе изложено описание материалов и методик исследований. Объектами исследования являются высокохромистые стали с содержанием хрома 17-24 % и комплексно-легированные белые чугуны с содержанием хрома 18-28 %.

Экспериментальные сплавы выплавляли в индукционной печи ИСТ-006 с основной футеровкой и заливали в сухие и сырые песчано-глинистые формы (ПГФ), и кокиль.

Количественный металлографический анализ проводили на системе обработки и анализа изображений Tixomet Pro.

Жаростойкость оценивали по двум показателям: окалиностойкости и рос-тоустойчивости.

Окалиностойкость (Am,) оценивали по ГОСТ 6130-71 после выдержки образцов в печи в течение заданного времени (100 ч) при постоянной температуре (800 и 1000 °С) в среде атмосферного воздуха весовым методом по увеличению массы образца. Размер образцов 35x35x10 мм.

Ростоустойчивость (L) оценивали по ГОСТ 7769-82. Определение росто-устойчивости исследуемых сплавов проводили на образцах длиной 100-150 мм и диаметром 20-25 мм по изменению длины в процентах за 150 ч испытания при температуре 800 и 1000 °С.

Коэффициент относительной износостойкости (Ки) сплавов изучали согласно ГОСТ 23.208-79 «Метод испытания материалов на износостойкость при трении о не жестко закрепленные абразивные частицы». В качестве эталона использовали сталь 45, в качестве абразива - электрокорунд зернистостью № 16 П по ГОСТ 3647-80.

Коэффициент ударно-абразивной износостойкости Куд определяли на установке по ГОСТ 23.207.79 «Метод испытаний машиностроительных материалов на ударно-абразивное изнашивание».

Силу сцепления оксидного слоя с поверхностью отливки после окисления на воздухе замеряли с помощью портативного адгезиометра PosiTest AT.

Для исследования комплекса литейных свойств (жидкотекучести, усадки, трещиноустойчивости) жароизносостойких сплавов применяли технологическую пробу Нехендзи-Купцова. Жидкотекучесть определяли при помощи пробы со спиральным каналом по ГОСТ 16438-84.

В третьей главе изложены результаты исследования состава, структуры и специальных свойств высокохромистых сталей и чугунов, наиболее часто используемых в литейном производстве для изготовления отливок, работающих в условиях высоких температур, агрессивных сред и испытывающих воздействие абразива.

Химический состав сплавов представлен в табл. 1. Исследования проводили в исходном литом состоянии образцов, залитых в сырую, сухую ПГФ и кокиль, и после испытаний отливок на жаростойкость при температуре выдержки в печи 800 и 1000 °С соответственно.

В литом состоянии максимальную стойкость при ударно-абразивном износе имеет сталь 40X24H12CJI (рис. 1), обладающая наименьшей износостойкостью при абразивном изнашивании. Коэффициенты ударно-абразивной износостойкости данной стали в зависимости от типа формы изменяются незначительно от 2,32 (сухая ПГФ) до 2,4 ед. (кокиль).

Таблица 1

Химический состав сталей* _

Марка стали X Содержание элементов, масс. %

С Мп Сг № -п Прочие

12Х17Л 0,12 0,80 0,8 17 - - -

75Х24ТЛ 0,75 0,6 0,8 24 0,5 0,25 -

40Х24Н12СЛ 0,4 0,7 0,6 24 12 - Си < 0,3

♦Б, Р - 0,01; 0,03 %; Ре - остальное

2,3

5 2'1 I 1,9

1,7

1,5

40Х24Н12СЛ 12Х17Л 75Х24ТЛ

Сплав

ШАбразивный износ НУдарно-абразивный износ

Рис. 1. Износостойкость экспериментальных сталей в литом состоянии, залитых в сырую ПГФ

Исследуемые стали отвечают условиям жаростойкости при температуре испытаний 800 °С. Коэффициент окалиностойкости дт изменяется от 0,016 до 0,05 г/м2ч в зависимости от марки стали и скорости охлаждения, а коэффициент ростоустойчивости Ь не превышает 0,1 %.

После испытаний на жаростойкость при 800 °С у стали марки 40Х24Н12СЛ коэффициент абразивной износостойкости увеличивается на 6 % при повышении твердости в 2 раза по сравнению с двумя другими сталями, в которых наблюдается снижение коэффициента абразивной износостойкости более чем на 10 % во всех типах исследованных форм, за счет выделения и роста карбидов. Это приводит также к снижению коэффициента ударно-абразивной износостойкости в результате обеднения твердого раствора никелем и хромом.

У образцов из сталей с преобладающей ферритной основой после испытаний на окалиностойкость при 1000 °С выявлено разрыхление и растрескивание оксидного слоя, который в результате этого теряет свой защитный характер (рис. 2). Это способствует распространению окисления внутрь отливки, ускоряет процесс ее разрушения, увеличивает глубину обедненного легирующими элементами слоя, что снижает и жаростойкость и износостойкость, особенно у стали 12Х17Л. При увеличении температуры испытаний происходит снижение окалиностойкости более чем в 100 раз.

[

Рис. 2. Микроструктура поверхностного оксидного слоя после испытания образцов сталей на окалиностойкость при 1000 °С: 12Х17Л (а), 75Х24ТЛ (б), ' 40Х24Н12СЛ (в)

После проведения испытаний литых образцов при температуре 1000 °С коэффициент износостойкости Ки1000 уменьшился в 1,7-2 раза (табл.2).

У сталей, залитых в сухие песчано-глинистые формы, наблюдается существенное различие в дисперсности и равномерности распределения структурных составляющих. При литье в кокиль увеличивается межзеренная поверхность, которая обогащается легкоплавкими составляющими и более загрязнена. Кроме того с увеличением скорости охлаждения увеличивается доля феррита в стали, все это приводит к незначительному снижению показателей специальных свойств сплава при литье в сухие ПГФ и кокиль..

Оксидный слой, образовавшийся на поверхности образцов из стали 40Х24Н12СЛ, независимо от теплоаккумулирующей способности формы и температуры испытаний, был плотный, несодержащий пор, толщина его изменялась от 0,3 до 1,5 мкм. Прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью образца из стали 40Х24Н12СЛ после испытаний на окалиностойкость при 800 °С на 25 %

больше, чем для сталей 12Х17Л и 75Х24ТЛ, и составляет 15,7 МПа. В результате жаростойкость стали 40Х24Н12СЛ наивысшая.

г

Таблица 2

Свойства сталей, залитых в сырую ПГФ, после испытаний на окалиностойкость

Марка стали Д тГ г/(м2ч) Дт,1000 г/(м2ч) НЯС800, ед. ТГ 800 Кц > ед. ^ удар 800 ед. Ь,800 % ^ 1000 %

12Х17Л 0,016 1,8 3,8 1,8 2,04 0,1 1,12

75Х24ТЛ 0,04 0,08 17,1 1,85 2,12 0,04 0,15

40Х24Н12СЛ 0,03 0,06 20,5 1,96 2,14 0,0 0,01

Хотя хромоникелевые стали и обладают высокой жароизносостойкостью, они содержат дорогие и дефицитные элементы (N1, Сг). Использование феррохрома с низким содержанием углерода при выплавке низкоуглеродистых марок сталей особенно затратно. Для никельсодержащих сталей характерно при высокотемпературном воздействии окисление по границам зерен. Это вызвано как карбидными включениями, расположенными по границам зёрен, так и образованием сульфида никеля с температурой плавления 645 °С. При этом стали имеют низкие значения твердости (меньше 20 Ш.С) и малотехнологичны как литейный материал.

Чугуны более технологичны и могут с успехом заменять данные стали для изготовления специальных отливок. Химический состав исследованных КЛБЧ представлен в табл. 3. Металлографические исследования определили, что после завершения кристаллизации во всех типах заливаемых форм формируется структура, состоящая из избыточных дендритов аустенита, феррита и аустенитокар-бидной эвтектики розеточного строения, а также специальных карбидов ниобия и титана. Прослеживается четкая тенденция изменения микроструктуры в зависимости от скорости охлаждения, с увеличением которой растет дисперсность карбидной фазы и дендритов аустенита.

Таблица 3

Химический состав исследуемых чугунов*

Марка чугуна Содержание элементов, масс. %

С Б! Мп Сг № ■п иь А1 В

ИЧ220Х18Г4НТ 2,2 0,8 4,0 18,0 0,4 0,3 - - -

ИЧХ28Н2 2,8 0,9 0,7 28,5 2,2 - - - -

ИЧ270Х24НТБР 2,7 0,5 0,7 24,0 до 1 02 0,5 - 0,02-

ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ 2,2 0,6 4,0 18,0 0,6 0,3 1,5 2,5 -

ИЧ220Х18Г4Ю2БНТ 2,2 0,6 4,0 18,0 0,6 0,3 0,4 2,5 -

Р - 0,01; 0,03 %; Бе - остальное

Свойства КЛБЧ, в первую очередь, связаны с наличием, количеством, типом и распределением избыточных карбидных фаз и строением эвтектики. В структуре чугунов, в зависимости от наличия легирующих элементов, присутствуют карбиды следующих типов: Ме7С3> Ме23С6, М)С, 'ПС; в ряде случаев образуется карбид смешанного типа (№>,Т0С, который кристаллизуются в эвтектике одного морфологического типа - инвертированная аустенитокарбидная эвтектика.

Наибольшим коэффициентом абразивной износостойкости и твердостью в литом состоянии обладает чугун марки ИЧ270Х24НТБР, в зависимости от типа заливаемых форм он изменяется от 2,22 до 2,31 ед., при значениях твердости для сырой ПГФ-53,9 ед. ШС, что в 3 раза больше значений твердости исследуемых сталей.

Наиболее высокие значения ударно-абразивной износостойкости (Киудар, 2,28 ед.) имеет чугун ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ с инвертированной струюурой, когда дисперсные карбиды достаточно изолированно располагаются в металлической ау-стенитной матрице. Полученные коэффициенты ударно-абразивной износостойкости в литом состоянии соизмеримы с полученными коэффициентами исследованных сталей.

Увеличение расстояния между карбидами приводит к падению износостойкости чугунов при истирании, но увеличивает коэффициент ударно-абразивной износостойкости (рис. 3).

Расстояние между карбидами, мкм

Рис. 3. Зависимость коэффициентов ударно-абразивной (-*-) и абразивной износостойкости (—.)чугунов от среднего расстояния между карбидами в литом состоянии

После проведения испытаний на жаростойкость при температуре 800 °С коэффициент абразивной износостойкости повышается у чугунов марки ИЧ220Х18Г4Ю2БНТ, ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ, ИЧХ28Н2 до 10 % и снижается у чугуна ИЧ220Х18Г4НТ до 20 % в результате выделения вторичных карбидов из пересыщенного твердого раствора и их дальнейшего роста. Наибольший коэффициент абразивной износостойкости получен у чугуна ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ, что объясняется увеличением числа карбидов (более чем в четыре раза) относительно их

содержания в первичной литой структуре. При этом происходит снижение коэффициента ударно-абразивной износостойкости данного чугуна на 13 %.

По результатам испытаний на жаростойкость установили, что некоторые составы КЛБЧ меньше подвержены окислению и росту при нагреве в газовых средах, нежели исследуемые ранее жаростойкие стали. Легирующие элементы обеспечивают образование на поверхности чугуна плотного оксидного слоя, защищающего поверхность чугуна от окисления. Чугун ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ имеет высокую жаростойкость (Атт - 0,01 г/(м2ч), Ь800 - 0,01 %) при заливке в сырую ПГФ за счет образования защитного оксидного слоя (рис. 4).

Проведенные исследования высокотемпературного окисления при 1 ООО °С показали резкое снижение значений износостойкости и жаростойкости чугунов, легированных марганцем, особенно ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ.

х 12000 х12000

а б

Рис. 4. Состояние поверхности образцов из чугунов после испытаний на окалино-стойкость при 800 °С: ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ (а), ИЧ220Х18Г4НТ (б)

Состояние поверхности оксидного слоя образцов из исследованных чугунов после испытаний на окапиностойкость при температуре испытаний 1000 °С представлено на рис. 5.

х1 х 2000

Рис. 5. Состояние поверхности оксидного слоя чугунов после испытаний на окапиностойкость при 1000 °С: ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ

Исследовав оксидный слой данного чугуна с помощью сканирующего электронного микроскопа с использованием рентгеноспектрального микроанализатора INCA Energy 450 установили, что он в большей степени состоит из различных соединений с марганцем. В глубине этого слоя до 300 нм содержится более 40 % Мп. В результате окалиностойкость этого чугуна снизилась более чем в 50 раз, коэффициент ростоустойчивости в 30 раз, коэффициент абразивной износостойкости в 2 раза, в сравнении с этими же показателями при температуре 800 °С.

Коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов оценивали весовым методом по ГОСТ 9.914-91. Проведенные исследования показали, что коррозионная стойкость исследуемых КЛБЧ зависит не столько от количества и размера карбидных частиц, сколько от среднего расстояния между карбидами и от состава высокоуглеродистых фаз, что способствует образованию защитного оксидного слоя (рис.6).

R2 = 0,8253

0,03 -1-

is

о

Í Ч 0,025 ----

5 10 15 20

Расстояние между карбидами, мкм

Рис. 6. Влияние среднего расстояния между карбидами исследованных сплавов, залитых в сырую ПГФ, на их коррозионностойкость Кг (мм/год)

Поэтому исследованные марки чугунов имеют сопоставимые показатели коррозионной стойкости в сравнении с анализируемыми ранее сталями (табл. 4).

Чугуны с содержанием хрома 18 % и выше имеют сопоставимые показатели коррозионной стойкости, не смотря на образование в них гальванических пар между карбидами (Ре,Сг)7С3 и металлической основой.

В результате обработки экспериментальных данных были получены адекватные регрессионные зависимости, описывающие взаимосвязь химического состава исследованных сталей и чугунов и свойств (твердость, окалиностойкость, ростоустойчивость, прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью металла с (МПа), коррозионная стойкость Кг (мм/год):

Дт = - 0,03 (8])2-0,03 +0,015 (И])2+0,015 (№)+ 0,007 (А1)2+0,007 А1, (г/м2ч); Ы =0,72;

Ь800 = 0,056 (802+0,056 - 0,006 (Мп)2-0,006 (Мп)- 0,035 (№>)2-0,035 ЫЬ, (%); Я =0,65;

Ки= 0,01 (А1)2+0,01 (А1)+ 3,25 (ЫЬ)2+3,25 ЫЬ ед;

К =0,76;

а = 0,003 (Сг)2+0,003 Сг+0,015 (Мп)2+0,015 (Мп)+ 0,58 (А1)2+0,58 А1, МПа Я = 0,62;

ШС= 0,3 (Сг)2+0,3 Сг+1,25 (ЫЬ)2+1,25 №+0,25 (Т1)2+0,25 Т1, ед. Я = 0,79.

Кг.0,25 (Сг)2+0,25 Сг+0,1 (Т1)2+0,1 Т1+0,05 (А1)2+0,05 (А1) - 0,03 (ИЪ)2-0,03 № ед. Я = 0,7.

Таблица. 4

Показатели коррозионной стойкости исследуемых сплавов, залитых в сырую ПГФ

Марка сплава кг, (мм/год) (37 % HCl) кг, (мм/год) (50 % HN03)

12Х17Л 10,2 0,01

75Х24ТЛ 12,0 0,012

40Х24Н12СЛ 3,1 0,003

ИЧ220Х18Г4НТ 9,93 0,009

ИЧХ28Н2 7,7 0,007

ИЧ270Х24НТБР 7,5 0,007

ИЧ220Х18Г4Ю2БНТ 9,7 0,014

ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ 11,2 0,012

Алюминий в исследованных чугунах значимо влияет на окалиностойкость, износостойкость, коррозионную стойкость и прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью металла. Он повышает сопротивляемость матрицы окислению благодаря его пассивирующему действию. В оксидном слое чугуна ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ после испытаний на окалиностойкость при 800 °С его содержится более 8 масс. %. На поверхности сплава образуется плотный, тонкий защитный слой толщиной 8,2 мкм, прочно связанный с основным металлом, что препятствует окислению и повышает его износостойкость. Прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью металла более чем в 2 раза выше, чем у высокохромистых чугунов марок ИЧХ28Н2, ИЧ270Х24НТБР, на 20 % выше значений для стали 40Х24Н12СЛ и составляет 19,2 МПа.

Кремний и марганец отрицательно влияют на жаростойкость. Образующиеся на поверхности сплава оксиды кремния и марганца способствуют образованию трещин в оксидном слое предположительно за счет различия в коэффициентах теплового расширения оксидов с образующими оксидами железа. Это объясняет наименьшую жаростойкость чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, в оксидном слое которого после испытаний на окалиностойкость при 800 °С, на глубине до 2 мкм содержится более 8 масс. % кремния и 40 масс. % марганца. В результате образования трещин происходит рост оксидного слоя (67,4 мкм) и чугун имеет наименьшее значения коэффициента износостойкости (1,55 ед.) среди всех исследованных сплавов.

Ниобий в белых чугунах образует устойчивые самостоятельные и сложные карбиды. Эти карбиды, имеющие малую скорость коагуляции и обладающие термической стойкостью, способны сохранять механические свойства сплавов при высоких температурах в течение продолжительного времени, что приводит к повышению износостойкости и ростоустойчивости чугунов, как в литом состоянии, так и после испытаний на жаростойкость.

Анализ и обобщение экспериментальных данных позволили сделать следующие выводы.

С изменением скорости охлаждения при затвердевании наблюдается изменение характеристик структуры сплава. Меньшей износостойкостью обладают сплавы, залитые в сухие песчано-глинистые формы, в них карбиды успевают вырасти до крупных размеров, которые при абразивном и ударно-абразивном износе растрескиваются и выкрашиваются, что приводит к снижению износостойкости.

Падение окалиностойкости с увеличением скорости охлаждения связано с тем, что растет доля эвтектики и карбидов, а следовательно, происходит обеднение твердого раствора легирующими элементами. Кроме того, увеличивается межзеренная поверхность, которая обогащается легкоплавкими составляющими и более загрязнена.

Наибольшей износостойкостью обладают образцы из стали, залитые в сырую ПГФ, так как карбиды наиболее значительно измельчаются, более равномерно распределяются в матрице и при абразивном изнашивании прочно удерживаются в матрице.

Легированные чугуны при определенном содержании в них алюминия, хрома, никеля имеют повышенную жаростойкость, нежели исследуемые стали. Эти легирующие элементы обеспечивают образование на поверхности чугуна плотного оксидного слоя, защищающего сплав от окисления.

Содержание кремния и марганца в жароизносостойком чугуне, работающем при температуре 1000 °С, необходимо ограничить до технологически возможного минимума либо исключить. Образующиеся вторичные карбиды после испытаний на окалиносгойкость оказывают существенное влияние не только на твердость, износостойкость, жаростойкость, но и на образующийся оксидный, слой.

В исследованных чугунах оптимальное сочетание жаростойкости и износостойкости достигается при наличии в структуре карбидов (Ме)7С3 в количестве 14,59 %. Наибольшую износостойкость имеют чугуны с содержанием углерода и хрома, обеспечивающие образование карбидов типа (Ме)7С3 и отсутствие карбидов типа М3С и М2зС6. Наиболее благоприятными являются размеры карбидов до 2,5 мкм.

В четвертой главе приведены результаты исследования кинетики окисления и структурных превращений, происходящих в чугунах и сталях в окислительной атмосфере при нагреве до 1000 °С. Для этого использовали термоаналитический прибор для синхронного термического анализа STA. Этот анализ позволяет одновременно при одном измерении образца проводить дифференциальную сканирующую калориметрию (ДСК) и термогравиметрический анализ (ТГ). Все

исследования проводили в атмосфере воздуха в условиях непрерывного нагрева образца в интервале температур 20 - 1200 °С со скоростью 20 град/мин.

Анализ полученных кривых ДСК чугунов и сталей фис. 7) показал, что до температуры 600 °С включительно значение разности температур остается постоянной, т.е. наблюдается стабильный темп окисления почти у всех исследованных сплавов, кроме образцов из сталей 75Х24ТЛ и 12Х17Л.

Теипермурлц^С

Рис. 7. Кривые дифференциальной сканирующей калориметрии исследованных железоуглеродистых сплавов:

1 - 12Х17Л; 2 - 75Х24ТЛ; 3 -ИЧ220Х18Г4Ю2БНТ; 4 -40Х24Н12СЛ;

5 - ИЧХ28Н2; 6 - ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ; 7 - ИЧ220Х18ГНТ;

8 - ИЧ270Х24НТБР

Четкого пика экзотермического эффекта, связанного с образованием защитного оксидного слоя на кривой ДСК для сталей исследованных марок не наблюдается. При нагреве от 800 до 1000 °С происходит существенный прирост массы образцов исследованных сталей и увеличение скорости их окисления от 7,84 до 12,7 г/(см2ч), в отличие от КЛБЧ, скорость окисления которых в данных температурных интервалах повышается всего от 2,13 до 6,06 г/(см2ч) 6 зависимости от марки чугуна.

Максимальный эффект экзотермического пика наблюдается для чугуна ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ, в котором скорость окисления до 800 °С оказалась самой низкой 1,18 г/(см2ч) в результате формирования сплошной плотной защитной оксидной пленки (при 625 °С).

Резкое снижение жароизносостойкости данного чугуна при высокотемпературном окислении 1000 °С предположительно связано с эндотермическим эффектом, характеризующим распад и растворение карбидов, который наблюдается в температурном интервале 950 - 1010 °С для всех исследованных сплавов. Это факт существенно влияет на состояние поверхности оксидного слоя сплавов и

объясняет резкое снижение жароизносостойкости чугунов, легированных марганцем.

Во-первых, в результате распада карбидов происходит образование свободных атомов железа, хрома, марганца и их дальнейшее окисление. Имея высокую диффузионную подвижность и большое сродство к кислороду, марганец образует собственные оксиды, не защищающие поверхность сплава от окисления.

Во-вторых, выделяющийся активный углерод может участвовать как в реакциях синтеза карбидов, так и окисляться в присутствии кислорода, что приводит к образованию газов СО и С02, о чем свидетельствует уменьшение их массы, независимо от химического состава сплава в процессе нагрева выше 900 °С.

В-третьих, процессы окисления компонентов железоуглеродистых сплавов также сопровождаются образованием СО. Предположительно он создает восстановительную атмосферу вблизи карбидов, защищая их от окисления до определенного момента.

В результате распада и растворения карбидов происходит резкое окисление его компонентов, что приводит к выделению большого количества газов при окислении и способствует разрушению оксидного слоя и его росту.

Таким образом, тип карбидной фазы, образующийся в первичной литой структуре чугунов, оказывает решающее влияние на их окалиностойкость и рос-тоустойчивость при высокотемпературном окислении.

Методом дилатометрического анализа на дилатометре модели DIL 402 С немецкой фирмы Netzsch в среде воздуха установили, что при окислении отливок фазовые превращения отсутствуют у чугунов с аустенитной основой и имеющих в своем составе устойчивые карбиды NbC. Изменение линейных размеров в режиме нагрев-охлаждение в интервале температур 25 - 1000 °С происходит только в результате химических реакций окисления, протекающих на поверхности чугунной отливки.

При этом, в окислительной среде рост сплава усиливается за счет фазовых превращений, которые выявлены у исследованных образцов из сплавов ИЧХ28Н2, 12X17Л, 75Х24ТЛ, что, вероятно, связано с эффектом ферромагнетизма в результате изменений состояния твердого раствора, так как только у данных сплавов первичная литая структура металлической основы в основном представлена ферритом.

Проведенные исследования показали, что чугун ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ можно рекомендовать для работы в условиях высоких температур до 900 °С, окислительных сред, абразивного и ударно-абразивного износа вместо высоколегированных сталей марок 40Х24Н12СЛ, 75Х24ТЛ, 12Х17Л (табл. 5). Этот чугун обладает наилучшим сопротивлением истиранию в литом состоянии при ударно-абразивном изнашивании среди всех рассмотренных чугунов. На поверхности отливок из него формируется сплошная плотная защитная оксидная пленка, которая повышает окалиностойкость, росгоустойчивость и снижает скорость окисления чугуна до 1,18 г/(см2ч), но для работы при температурах выше 900 °С данный состав чугуна не подходит из-за высокого содержания марганца.

Таблица 5

Свойства железоуглеродистых сплавов, залитых в сырую ПГФ*__

Марка сплава тс, ед. к„, ед. удар ед. А 800 А т, г/(м2ч) Ь,800 % г/(см2ч) при Т 400-800 °С

40Х24Н12СЛ 10/ 20,5 1,85/ 1,96 2,34/ 2,14 0,03 0 1,45

ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ 40/ 39 2,03/ 2,23 2,28/ 2,02 0,01 0,01 1,18

* Числитель - значения в литом состоянии, знаменатель - после испытаний на жаростойкость.

Таким образом, для работы в условиях повышенных температур (1000 °С) и износа необходимо обеспечить образование первичной литой однофазной ау-стенитной структуры, обогащенной элементами с высокой способностью к пассивации (№, А1) и образованию комплексных карбидов (Ме)7С3 а также специальных карбидов ниобия, при отсутствии заэвтектических карбидов. Для получения данной структуры, согласно проведенным в работе исследованиям, выбрано следующее содержание легирующих элементов, масс. %: 2,3-2,4 С; 0,2-0,5 20-21 Сг; 0,1- 0,15 Мп, № -1,0, 0,2-0,4 Т1, Бе - остальное. Для одновременного повышения жаростойкости и износостойкости данного состава чугуна, провели его легирование алюминием и ниобием. Содержание алюминия и ниобия варьировали от 1,5 до 2,5 %. При содержании 2,5 % А1 и 1,5 % №> зафиксированы высокие значения износостойкости и жаростойкости чугунов, залитых в сырую ПГФ. Это связано с благоприятным сочетанием полученных структурных составляющих - высоколегированного аустенита, аустенитокарбидной эвтектики и упрочняющей фазы в виде карбидов (Ре,Сг)7С3 и специальных карбидов ниобия, находящихся на расстоянии 13,5 мкм (рис. 8).

х 500

а б в

Рис. 8. Микроструктура чугуна ИЧ240Х20Ю2Б2НТ, залитого в ПГФ сухую (а),

сырую (б) и кокиль (в)

В пятой главе представлены результаты исследований структуры, механических, специальных, литейных свойств разработанных составов чугунов. Чугун марки - ИЧ240Х20Ю2Б2НТ обладает одновременными выс&кими механическими, специальными и литейными свойствами (табл. 6).

Таблица 6

Свойства железоуглеродистых сплавов, залитых в сырую ПГФ

Марка сплава ИКС, ед. К„, ед. А«,1000 г/(м2ч) ^ 1000 % Усадка £„„, % Трещинопоражае-мость, мм. Жидкотекучесть при 1450 °С, мм

40Х24Н12СЛ 10/15,8 1,85/1,1 0,03 0,03 2,8 0,7 400

ИЧ220Х18Г4Ю2Б2НТ 40/44,9 2,03/1,15 0,53 0,32 2,32 0,8 620

ИЧ240Х20Ю2Б2НТ 54,5/58 2,4/1,45 0,03 0,01 2,0 1,0 700

* Числитель - значения в литом состоянии, знаменатель - после испытаний на жаростойкость

Литейные свойства определяли по универсальной литейной пробе Нехенд-зи-Купцова, в которой производили измерения литейной усадки, трещиноустой-чивости и жидкотекучести чугунов. Практическую жидкотекучесть определяли при постоянной температуре заливаемых сплавов (1450 °С) при помощи пробы со спиральным каналом по ГОСТ 16438-70.

Разработанный состав чугуна существенно превосходит по литейным свойствам изученные в работе железоуглеродистые сплавы, в частности сталь 40Х24Н12СЛ. Он имеет большую жидкотекучесть за счет снижения температуры начала кристаллизации, меньшую (более чем на 30 %) литейную усадку, сопоставимые показатели трещинопоражаемости. Анализ микроструктуры образцов после испытаний на окалиностойкость при температурах 800 и 1000 "С подтвердил образование плотного оксидного слоя, не содержащего пор.

Из разработанного состава жароизносостойкого чугуна в отделении мелкого литья ОАО "Баймакский литейно-механический завод" была изготовлена опытная партия отливок «колосник» общей массой 10 т для паллет агломерационных машин аглофабрики ОАО «ММК». Срок эксплуатации экспериментальных колосников из жароизносостойкого чугуна ИЧ240Х20Ю2Б2НТ превысил срок службы колосников из высоколегированной стали 75Х24ТЛ более чем в 2 раза. Внедрение нового состава чугуна для изготовления отливок специального назначения, работающих в условиях высокотемпературного окисления и абразивного износа, должно повысить межремонтные сроки работы оборудования и позволит получить экономический результат.

Выводы

1. Проведены производственные испытания колосников спекательных тележек из разработанного комплексно-легированного белого чугуна.' Производственные испытания показали, увеличение срока службы колосников на 4 месяца в сравнении с применяемыми колосниками из высоколегированной марки стали 75Х24ТЛ.

2. Экспериментально определены показатели специальных свойств выбранных железоуглеродистых сплавов (жаростойкость, коррозионностойкость, износостойкость), а также их механические и литейные свойства Результаты исследований показали целесообразность использования комплексно-легированных белых чугунов при производстве отливок, работающих в условиях абразивного износа, агрессивных газовых сред и высоких температур.

3.Установлено, что комплексное легирование железоуглеродистого сплава 81, Мп, Сг, №, А1, №>, "Л и различная теплоаккумулирующая способность формы оказывают заметное влияние на состав и строение металлической основы, тип и морфологию карбидной фазы. Сплавы, залитые в сухие песчано-глинистые формы, имеют различный дисперсный состав и нет равномерности в распределении структурных составляющих. При литье в кокиль увеличивается межзеренная поверхность, которая обогащается легкоплавкими составляющими и более загрязнена. С увеличением скорости охлаждения растет доля феррита, что отрицательно сказывается на показателях жаростойкости, особенно в стальных отливках. Все это приводит к незначительному снижению показателей специальных свойств сплава при литье в сухие песчано-глинистые формы и кокиль (не более 6 %).

4. Вьивлено, что наиболее высокие жаростойкие свойства комплексно-легированного белого чугуна наблюдается у отливок со стабильной однофазной ау-стенитной металлической основной с содержанием углерода и хрома, обеспечивающим образование карбидов типа (Ре,Сг)7С3 и отсутствие карбидов типа М3С и М23С6.

5. Определено, что износостойкость отливок из жароизносостойких КЛБЧ и высокохромистых сталей в условиях повышенных температур и агрессивных газовых среда определяется составом, структурой, распределением, а через них и свойствами карбидной фазы.

6. Анализ макроструктуры исследованных образцов железоуглеродистых сплавов позволил установить, что чем плотнее оксидный слой и прочнее его связь связан с основным металлом, тем выше показатель жаростойкости и наоборот. Образование оксидного слоя является следствием эпитаксии, то есть образованием оксидных пленок, ориентированных относительно кристаллической решетки металла.

7. Показано, что для всех образцов исследованных сплавов характерен эндотермический эффект, характеризующий распад и растворение карбидов, существенно влияющий на состояние поверхности оксидного слоя после испытаний на жаростойкость при 1000 °С.

8. Установлено, что совместное присутствие алюминия и ниобия положительно сказывается на структуре и всем комплексе свойств. Легирование этими элементами способствует одновременному повышению жаростойкости и износостойкости.

9. На основе полученных результатов разработан новый состав чугуна при следующем соотношении компонентов, масс. %: 2,3-2,4 С; 0,2-0,5 81; 20-21 Сг; 0,1- 0,15 Мп; 1,0 №; 0,2-0,4 И; 2,5 А1; 1,5 ЫЬ; Бе - остальное. Получен патент на этот состав чу-

гуна.

10. Ожидаемый экономический эффект при использовании нового состава КЛБЧ при существующих ценах на никель и низкоуглеродистЬш феррохром составляет около 45000 руб на тонну.

Основные результаты работ представлены в публикациях:

1. Гольцов A.C. Исследование влияния легирования на структуру и свойства жароизносостойких чугунов с целью повышения эксплуатационной стойкости деталей // Сборник докладов 65-й науч.-техн. конф., Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. С. 113-118.

2. Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Дополнительное легирование жароизносо-сгойкого чугуна с целью повышения его свойств // Молодежь.Наука.Будущее: сб. на-уч.тр.; под ред. C.B. Пыхтуновой. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. С. 59-61.

3. Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Синтез и внедрение новых жароизносостойких чугунов для изготовления отливок деталей специального назначения // Современная металлургия начала нового тысячелетия: сб. докл. 4 междунар. науч.-техн. конф. Ч. 1. Липецк: ЛГТУ, 2007. С. 85-89.

4. Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Брялин М.Ф.Повышение эксплуатационных свойств отливок из жароизносостойких хромомарганцевых чугунов II Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 4 (20). С. 22-25.

5. Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Новые составы жароизносостойких чугунов для повышения эксплуатационный стойкости колосников спекательных тележек аглофабрик // Тез. докл. междунар. науч.-техн. конференции молодых специалистов, Магнитогорск, 2008. С. 355-356.

6. Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Анализ условий работы отливок колосников агломерационных машин // Литейные процессы.: межрегион, сб. науч. тр.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. №.8. С. 3541.

7. Повышение срока службы деталей из жароизносостойких чугунов / Колокольцев В.М., Гольцов А. С., Шевченко A.B., Молочкова О.С., Воронков Б.В. // Литейщик России. 2009. №6. С. 9-12.

8. Колокольцев В.М., Гольцов А. С., Шевченко A.B. Влияние микррлегирования и модифицирования на свойства жароизносостойких чугунов И Труды 9 съезда литейщиков России. Уфа, 2009. С. 12-15.

9. Колокольцев В.М., Гольцов А. С., Шевченко A.B. Повышение свойств чугунов специального назначения И Труды 8-й Всерос. науч.-практ. конф.. СПб., 2010. С.416.

10. Повышение эксплуатационной стойкости отливок из чугуна ИЧХ28Н2 путем модифицирования комплексной лигатурой на основе Ti и В / Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Шевченко A.B., Шатохин И.М. // Литейщик России. 2010. № 8. С. 9-12.

11. Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Синицкий Е.В. Взаимосвязь первичной литой структуры жароизносостойких железоуглеродистых сплавов с показателями коррозионной стойкости И Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2011. № 2 (34) С. 18-23.

12. Пат. 2374351 Российская Федерация, МПК С22С37/08. Чугун / Колокольцев В.М., Брялин М.Ф., Гольцов A.C. (РФ).

Подписано в печать 26.10.2011. Формат 60x84 1/16. Бумага тип.№ 1.

Плоская печать. Усл.печ.л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 764.

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

Введение.

1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

1.1 Анализ условий работы отливок из жароизносостойких сплавов. Требования, предъявляемые к сплавам.

1.2 Анализ факторов влияющих на окисление железоуглеродистых сплвов.

1.3 Влияние химического состава сплава на жаростойкость.

1.4 Роль поверхности оксидного слоя в жаростойкости сплавов.

1.5 Влияние химического состава сплава на структуру и износостойкость.

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ. ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ.

2.1 Шихтовые материалы, использованные в работе.

2.2 Методика определения эксплуатационных свойств железоуглеродистых сплав.

2.3 Определение механических свойств опытных сплавов.

2.4 Определение специальных свойств оксидного слоя.

2.5 Исследование литейных свойств железоуглеродистых сплавов.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ХРОМА.

3.1 Исследование свойств высокохромистых сталей.

3.1.1. Изучение первичной литой структуры и свойств высокохромистых сталей.

3.1.2 Исследование механических и эксплуатационных свойств сталей после испытаний на жаростойкость.

3.1.3. Исследование оксидного слоя, образующегося после испытаний на жаростойкость на поверхности отливок.

3.1.4 Выводы по исследованным маркам сталей.

3.2 Исследование свойств комплексно легированных белых чугу

3.2.1 Изучение первичной литой структуры и свойств КЛБЧ.

3.2.2.Исследование механических и эксплуатационных свойств КЛБЧ после испытаний на жаростойкость.

3.2.3 Исследование состояния поверхности оксидного слоя, образующегося после испытаний на жаростойкость на поверхности отливок из КЛБЧ.

3.2.4. Влияние первичной литой структуры жаро-износостойких железоуглеродистых сплавов на их коррозионную стойкость.

Актуальность работы. Одной из главных задач машиностроения является повышение надежности и долговечности деталей, работающих в сложных условиях эксплуатации. Значительное число деталей оборудования горной и металлургической промышленности изготавливается из различных сплавов методом литья. Срок службы отливок, работающих в условиях высоких температур (более 800 °С), окислительных сред, абразивного и ударно-абразивного износа, будет определяться износостойкостью и жаростойкостью материала, из которого они изготовлены. На долговечность деталей, работающих в таких условиях, решающее влияние оказывают процессы их взаимодействия с окружающей средой. Находясь в агрессивной среде, сплавы подвергаются высокотемпературной коррозии. Наиболее распространенным видом такого взаимодействия является окисление.

Яркими представителями деталей работающих в данных условиях эксплуатации являются колосники спекательных тележек. Низкая стойкость колосников спекательных тележек аглофабрик приводит не только к повышенному расходу их, но и ухудшению процесса агломерации, что ведет к нестабильности процесса спекания агломерата.

Для изготовления жаростойких деталей применяют три основных класса сплавов, которые в соответствии с их основой делятся на никелевые, кобальтовые и сплавы на основе железа. Сплавы с высоким содержанием Со необходимо применять лишь там, где требуется повышенная жаропрочность при температурах свыше 1200 °С.

В мировой практике накоплен значительный опыт применения в качестве жароизносостойких материалов высоколегированных сталей и чугунов. Получение жароизносостойких деталей с соответствующими физико-механическими свойствами заключается в правильном выборе химического состава сплава и технологии производства отливки.

Чисто высокохромистые и неграмотно легированные железоуглеродистые сплавы (т.е. легированные с целью повышения одних свойств, совсем не учитывая других), не отвечают противоположным требованиям, которые предъявляются к эксплуатационным свойствам жароизносостойких деталей.

Перспективными материалами для изготовления литых деталей оборудования горной и металлургической промышленности, работающих в сложных условиях изнашивания при повышенных температурах, являются комплексно-легированные белые чугуны (КЛБЧ), которые вследствие особенностей строения микроструктуры могут обеспечить одновременно высокий уровень нескольких эксплуатационных свойств: износостойкость, жаростойкость, корро-зионностойкость.

В связи с этим, разработка нового состава жароизносостойкого чугуна является актуальной задачей.

Цель работы. Выбор и обоснование нового химического состава комплексно-легированного белого чугуна для отливок, работающих в условиях абразивного износа, высоких температур и агрессивных газовых сред.

Научная новизна работы:

1. Определены рациональные количества легирующих элементов (С, 81, Мп, Сг, №, Мз, А1) комплексно-легированного белого чугуна для получения отливок с высокими жароизносостойкими свойствами для работы в условиях абразивного износа и высокотемпературного окисления при 800° - 1000 °С.

2. Установлена взаимосвязь эксплуатационных свойств отливок из железоуглеродистых сплавов при 100-часовой высокотемпературной выдержке (800° и 1000 °С), химического состава и строения первичной литой структуры сплава.

3. Выявлены закономерности влияния химического состава и скорости его охлаждения на структуру и свойства исследованных чугунов, позволяющие прогнозировать первичную литую структуру чугунов и эксплуатационные свойства.

4. Выявлено, что увеличение расстояния между карбидами в исследованных высокохромистых сталях и комплексно-легированных белых чугунах в литом состоянии приводит к падению абразивной износостойкости, но способствует увеличению коэффициента ударно-абразивной износостойкости.

5. Установлено отрицательное влияние марганца на структуру и свойства комплексно-легированных белых чугунов при температурах окисления выше 800 °С в результате высокого содержания марганца в карбидной фазе первичной литой структуры сплава.

Практическая ценность работы.

1. Получены и уточнены механические (твердость НЯС), эксплуатационные свойства (коэффициент износостойкости Ки, коэффициент ударно-абразивной износостойкости Киудар, окалиностойкостьд/я, ростоустойчивость коррозионная стойкость Кг) железоуглеродистых сплавов в литом состоянии и после высокотемпературного окисления при температурах 800° и 1000 °С.

2. Разработаны новые химические составы жароизносостойких чугунов для отливок специального назначения, обеспечивающие высокие эксплуатационные свойства при температурах 800° - 1000 °С.

3. Получены новые данные о химическом составе и структуре оксидного слоя, образующегося на поверхности отливок их высокохромистых сталей и КЛБЧ при температуре окисления 800° и 1000 °С (толщина оксидного слоя, прочность сцепления оксидного слоя с поверхностью отливки, микротвердость).

5.2. Выводы по работе

1. Проведены производственные испытания колосников спекательных тележек из разработанного комплексно-легированного белого чугуна. Производственные испытания показали, увеличение срока службы колосников на 4 месяца в сравнении с применяемыми колосниками из высоколегированной марки стали 75Х24ТЛ.

2. Экспериментально определены показатели специальных свойств выбранных железоуглеродистых сплавов (жаростойкость, коррозионностойкость, износостойкость), а также их механические и литейные свойства. Результаты исследований показали целесообразность использования комплексно-легированных белых чугунов при производстве отливок, работающих в условиях абразивного износа, агрессивных газовых сред и высоких температур.

3.Установлено, что комплексное легирование железоуглеродистого сплава 81, Мп, Сг, №, А1, №>, Т\ и различная теплоаккумулирующая способность формы оказывают заметное влияние на состав и строение металлической основы, тип и морфологию карбидной фазы. Сплавы, залитые в сухие песчано-глинистые формы, имеют различный дисперсный состав и нет равномерности в распределении структурных составляющих. При литье в кокиль увеличивается межзеренная поверхность, которая обогащается легкоплавкими составляющими и более загрязнена. С увеличением скорости охлаждения растет доля феррита, что отрицательно сказывается на показателях жаростойкости, особенно в стальных отливках. Все это приводит к незначительному снижению показателей специальных свойств сплава при литье в сухие песчано-глинистые формы и кокиль (не более 6 %).

4. Выявлено, что наиболее высокие жаростойкие свойства комплексно-легированного белого чугуна наблюдается у отливок со стабильной однофазной аустенитной металлической основной с содержанием углерода и хрома, обеспечивающим образование карбидов типа (Ре,Сг)7Сз и отсутствие карбидов типа М3С и М23С6.

5. Определено, что износостойкость отливок из жароизносостойких КЛБЧ и высокохромистых сталей в условиях повышенных температур и агрессивных газовых среда определяется составом, структурой, распределением, а через них и свойствами карбидной фазы.

6. Анализ макроструктуры исследованных образцов железоуглеродистых сплавов позволил установить, что чем плотнее оксидный слой и прочнее его связь связан с основным металлом, тем выше показатель жаростойкости и наоборот. Образование оксидного слоя является следствием эпитаксии, то есть образованием оксидных пленок, ориентированных относительно кристаллической решетки металла.

7. Показано, что для всех образцов исследованных сплавов характерен эндотермический эффект, характеризующий распад и растворение карбидов, существенно влияющий на состояние поверхности оксидного слоя после испытаний на жаростойкость при 1000 °С.

8. Установлено, что совместное присутствие алюминия и ниобия положительно сказывается на структуре и всем комплексе свойств. Легирование этими элементами способствует одновременному повышению жаростойкости и износостойкости.

9. На основе полученных результатов разработан новый состав чугуна при следующем соотношении компонентов, масс. %: 2,3-2,4 С; 0,2-0,5 20-21 Сг; 0,1-0,15 Мл; 1,0 0,2-0,4 "Л; 2,5 А1; 1,5 №>; Ре - остальное. Получен патент на этот состав чугуна.

10. Ожидаемый экономический эффект при использовании нового состава КЛБЧ при существующих ценах на никель и низкоуглеродистый феррохром составляет около 45000 руб. на тонну.

1. Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Анализ условий работы отливок колосников агломерационных машин // Литейные процессы.: межрегион, сб. науч. тр.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2008. №.8. С. 3541.

2. Рябченков А. В., Максимов А.И. Влияние окисления металлов на их жаропрочные свойства // Металловедение и термическая обработка металла. 1968. № 12. С. 21-26.

3. Рахманкулов М.М., Паращенко В.М. Технология литья жаропрочных сплавов. М.: интермет Инжиниринг, 2000.464 с.

4. Суперсплавы II; Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок: пер.с англ.: в 2 кн./ под ред. Симса Ч.Т., Столоффа Н.С., Хагеля У.К. М.: Металлургия, 1995. Кн.1. 384 с.

5. Масленков С.Б. Жаропрочные стали и сплавы: справ.изд. М.: Металлургия, 1983.192 с.

6. Темлянцев М.В., Михайленко Ю.Е. Окисление и обезуглероживание стали в процессах нагрева под обработку давлением. М.: Теплотехник, 2006. 200 с.

7. Козлов И.Н., Фуфаева E.H., Паисов И.В. Окисление под напряжением жаростойких сталей и сплавов. // Металловедение и термическая обработка металла. 1973. №6. С.11- 14.

8. Архаров В.И. Окисление металлов. М.: Металлургиздат, 1945. 171 с.

9. Разработка защитных покрытий для снижения окалинообразования / Гру-дев А.П., Зильберг Ю.В., Сильченко A.A. и др. // Сталь. 1985. № 10. С. 56 57.

10. Суперсплавы II; Жаропрочные материалы для аэрокосмических и промышленных энергоустановок: пер.с англ.: в 2 кн./под ред. Ч.Т. Симса, Н.С. Столоффа, У.К. Хагеля. М.: Металлургия, 1995. Кн.2. 384 с.

11. П.Гольдштейн М.И., Грачев C.B., Векслер Ю.Г. Специальные стали: учебник для вузов. М.: Металлургия, 1985. 408 с.

12. Бернштейн М. Л. Стали и сплавы для работы при высоких температурах. М.: Металлургиздат, 1965.240 с.

13. Чугун: справ, изд./под ред. А.Д. Шермана и A.A. Жукова. М.: Металлургия, 1991.576 с.

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

15. Гречин В.П. Износостойкие чугуны и сплавы. М.: Машгиз, 1961.228 с.

16. Рост чугуна и стали при термоциклировании / Баранов A.A., Бунин К.П., Глебова Э.Д., Приоманова М.И. Киев: Техника, 1967. 139 с.

17. Стали и сплавы для высоких температур: справ, изд.: в 2 кн. Кн.1./ Маслеников С.Б., Масленикова Е.А. М.: Металлургия, 1991. 383 с.

18. Гуляев А.П. Чистая сталь. М.: Металлургия, 1975. 184 с.

19. Безокислительный и малоокислительный нагрев стали под обработку давлением / Скворцов A.A., Акименко А.Д. Кузелев М.Я и др. М.: Машиностроение, 1968.270 с.

20. Бобро Ю.Г. Легированные чугуны. М.: Металлургия, 1976. 288 с.

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

22. Хрущов М.М., Бабичев М.А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970. 252 с.

23. Э.Х. Ри, Бриченок A.C., Ри Хосен. Комплексно-легированные малоуглеродистые белые чугуны функционального назначения // Литейщик России. 2004. №2. С. 8-11.

24. Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Синицкий Е.В. Взаимосвязь первичной литой структуры жароизносостойких железоуглеродистых сплавов с показателями коррозионной стойкости // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2011. № 2 (34). С. 1823.

25. Колокольцев В.М., Гольцов A.C. Дополнительное легирование жароизно-состойкого чугуна с целью повышения его свойств // Молодежь.Наука.Будущее: сб.науч.тр./под ред. C.B. Пыхтуновой. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. С. 59-61.

26. Гольцов A.C. Исследование влияния легирования на структуру и свойства жароизносостойких чугунов с целью повышения эксплуатационной стойкости деталей // Сб. док. 65-й науч.-техн. конференции. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. С. 113-118.

27. Окисление и обезуглероживание углеродистой стали при термической обработке / Ващенко А.И., Рыжков Г.М., Бурьян В.Д. и др. // Сталь. 1970. № 11. С. 1038-1039.

28. Миронов О. А. Разработка новых жароизносостойких составов сплавов для отливок специального назначения, работающих в условиях повышенных температур, износа и агрессивных газовых сред: дис. канд. техн. наук. Магнитогорск, 2006.143 с.

29. Жук Н.П. Курс теории коррозии и защиты металлов. М.: Металлургия, 1976. 245 с.

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

31. Гончаров В.Ю. Микроструктура и механические свойства печной и воздушной окалины // Обработка металлов давлением: сб. науч. тр. М.: Металлургия, 1967. № 52. С. 208-220.

32. Бирке Н., Майер Дж. Введение в высокотемпературное окисление металлов: пер. с англ.; под ред. Е.А. Ульянина. М.: Металлургия, 1987. 184 с.

33. Кубашевский О., Гопкинс Б. Окисление металлов и сплавов / пер. с англ. Алексеева В.А. М.: Металлургия, 1965. 312 с.

34. Бобро Ю.Г. Алюминиевые чугуны. Харьков: ХГУ, 1964. 195 с.

35. Ри Хосен, Ри Э.Х. Комплексно-легированные чугуны специального назначения. Владивосток: Дальнаука, 2000. 287 с.

36. Александров H.H., Клочнев Н.И. Технология получения и свойства жаростойких чугунов. М.: Машиностроение, 1964.170 с.

37. Мчедлишвили В.А. Термодинамика и кинетика раскисления стали М.: Металлургия, 1978. 288 с.

38. Францевич И.Н., Войтович Р.Ф., Лавренков В.А. Высокотемпературное окисление металлов и сплавов. Киев: Гостехиздат УССР, 1963.323 с.

39. Северденко В.П., Макушок Е.М., Равин А.Н. Окалина при горячей обработке металлов давлением. М.: Металлургия, 1977. 208 с.

40. Линчевский В.П. Нагревательные печи. М.: Металлургиздат, 1948. 691 с.

41. Окалинообразование сталей при сжигании газообразных топлив / Минаев А.Н., Ольшанский В.М., Волкова М.М., Шурова Н.И. // Изв. вуз. Черная металлургия. 1983. № 12. С. 98-100.

42. Маслеников С.Б., Масленикова Е.А. Стали и сплавы для высоких температур: справ, изд. в 2 кн. М.: Металлургия, 1991 .Кн.2. 384 с.

43. Моисеев Б.А., Брунзель Ю.М., Шварцман Л.А. Термодинамическая активность углерода при реставрационном науглероживании // Металловедение и термическая обработка металла. 1974. № 1. С. 21-26.

44. Моисеев Б.А., Брунзель Ю.М., Шварцман Л.А. Диаграмма термодинамического равновесия углерода в легированной стали // Металловедение и термическая обработка металла. 1975. № 1. С.11 -16.

45. Криштал М.А. Диффузионные процессы в железных сплавах. М.: Металлургиздат, 1963.277 с.

46. Производство рельсов на Кузнецком металлургическом комбинате / Н.С. Михайлец А.Е. Горелкина, В.А. Кошкин и др. М.: Металлургия, 1964.223 с.

47. Гаврилин И.В. Структура и свойства жаростойкого и износостойкого чугуна для изготовления стеклоформ//Литейное производство. 2001. № 8. С. 5-6.

48. Окисление и обезуглероживание стали / Ващенко А.И., Зеньковский А.Г., Лифшиц А.Е. и др. М.: Металлургия, 1972. 336 с.

49. Тайц Н.Ю., Розенгарт Ю.И. Методические нагревательные печи. М.: Металлургиздат, 1964.408 с.

50. Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны. М.: Металлургия, 1983.256 с.

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

52. Комплексно-легированные белые чугуны функционального назначения в литом и термообработанном состояниях / Ри Э.Х., Колокольцев В.М., Ри Хосен, Петроченко Е.В., Воронков Б.В. Владивосток: Дальнаука, 2006.275 с.

53. Матвеева М. О. Разработка чугунов с повышенными эксплуатационными свойствами // Литейное производство. 2007. № 9. С. 16-17.

54. Окисление металлов / под ред.Ж. Бенара. М.: Металлургия, 1967. Т.2. 444с.

55. Связь структуры со свойствами высокохромистых чугунов / Комаров О.С., Садовский В.М., Урбанович Н.И. и др. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2003. № 7. С. 20-23.

56. Эванс Ю.Р. Коррозия и окисление металлов. М.: Машиностроение, 1962. 856 с.

57. Влияние структуры и свойств окалины на качество поверхности при горячей обработке металлов давлением / Кирилов Ю.А., Дмитриев JI.X., Колпишон Э.Ю., Лебедев В.В. // Металловедение и термическая обработка металлов. 2000. № 7. С.36 38.

58. Копытов В.Ф. Безокислительный нагрев стали. М.: Машгиз, 1947.144 с.

59. Зимина Л.Н. Ниобий в жаропрочных сталях и сплавах // Металловедение и термическая обработка металлов. 1972.№ 10. С. 57-62.

60. Архаров В.И. Окисление металлов. М.: Металлургиздат, 1945.171 с.

61. Бобро Ю.Г. Жаростойкие и ростоустойчивые чугуны. М.; Киев: Машгиз, 1960. 170 с.

62. Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Брялин М.Ф. Повышение эксплуатационных свойств отливок из жароизносостойких хромомарганцевых чугунов // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2007. № 4 (20). С. 22-25.

63. Колокольцев В.М., Гольцов А. С., Шевченко A.B. Повышение свойств чугунов специального назначения // Труды 8-й Всерос. науч.-практ. конф. СПб., 2010. С.416.

64. Леонидова М.Н., Шварцман Л.А., Шульц Л.А. Физико-химические основы взаимодействия металлов с контролируемыми атмосферами. М.: Металлургия, 1980.263 с.

65. Шмыков A.A., Хорошайлов A.A., Гюлиханданов Е.А. Термодинамика и кинетика процессов взаимодействия контролируемых атмосфер с поверхностью стали. М.: Металлургия, 1991.160 с.

66. Войнов Б.А. Износостойкие сплавы и покрытия. М.: Машиностроение, 1980. 126 с.

67. Повышение эксплуатационной стойкости отливок из чугуна ИЧХ28Н2 путем модифицирования комплексной лигатурой на основе Ti и В / Колокольцев В.М., Гольцов A.C., Шевченко A.B., Шатохин И.М. // Литейщик России. 2010. № 8. С. 9-12.

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

69. Филиппов М.А., Плотников Г.Н. Влияние фазового состава матрицы на износостойкость белого хромистого чугуна // Изв. вузов. Черная металлургия. 2001. №6. С.75-76.

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

71. Колокольцев В.М. Теоретические и технологические основы разработки литейных износостойких сплавов системы железо-углерод-элемент: дис. д-ра. техн. наук. Магнитогорск, 1995.427 С.

72. Грек А., Байка Л. Легированный чугун конструкционный материал. М.: Металлургия, 1978. 208 с.

73. Бунин К.П. Структура и свойства стали и чугуна. М.: Металлургия, 1970. 144 с.

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

75. Сильман Г.И. Методика термодинамического анализа тройных систем в области трехфазного равновесия / Диаграммы состояния металлических систем. М.: Наука, 1971. С. 233-237.

76. Гудермон Э. Специальные стали: пер.с нем./под ред. A.C. Займовского, M.JI. Берштейна. М.: Металлургиздат, 1960.

77. A.c. 1731855 СССР, МКИ С22С 37/06. Износостойкий чугун / Писаренко JI.3., Монаенков A.C., Трунов М.Б. и др. Бюл.№19,1992.

78. A.c. 1592380 СССР, МКИ С22С 37/06. Чугун / Татарчук А.В, Бабченко С.Д., Хмара JI.A. и др. Бюл.№ 34,1990.

79. Емелюшин А.Н. Влияние титана и бора на износостойкость чугуна, предназначенного для механической обработки неметаллических материалов инструмента из хромистых чугунов // Изв.вузов. Черная металлургия. 2000. № 2. С. 28-29.

80. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. М.: Металлургия, 1986. 272 с.

81. A.c. 1770437 СССР, МКИ С22С 37/06. Износостойкий чугун / Решетников Е.К., Рудницкий A.JL, Ильин А.Д. и др. // Бюл.№ 39,1992.

82. A.c. 1447917СССР, МКИ С22С 37/10, 38/56, 38/58. Сплав на основе железа / Харитонов А.Н., Тихомиров В.Г., Татаринцев В.А. и др. // Бюл.№ 48, 1988.

83. Повышение срока службы деталей из жароизносостойких чугунов / Колокольцев В.М., Гольцов А. С., Шевченко A.B., Молочкова О.С., Воронков Б.В. // Литейщик России. 2009. №6. С. 9-12.

84. Коваленко О.И., Мулик A.A., Проказов Э.Ю. Влияние легирования и термической обработки на структуру и гидроабразивную стойкость хромомарган-цевого чугуна // Литые износостойкие материалы. Киев: ИПЛ АН УССР, 1978. С. 115-125.

85. Абразивная износостойкость литых металлов и сплавов / Колокольцев В.М., Мулявко Н.М., Вдовин К.Н., Синицкий Е.В.; под ред. проф. В.М. Колоколь-цева. Магнитогорск: МГТУ, 2004.228 с.

86. Карпенко М.И., Марукович Е.И. Износостойкие отливки. Минск: Наука и техника, 1984.216 с.

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

88. Самсонов Г.В., Борисов А.Л., Жидкова Т.Г. и др. Физико-химические свойства окислов: справочник. 2-е изд. М.: Металлургия, 1978.471 с.

89. Миляев А.Ф. Литейное производство: учеб. Пособие. Магнитогорск: МГТУ, 2005. 204 с.

90. Структура и свойства жаростойких хромоалюминиевых сталей / Федоров Г.Е., Платонов Е.А., Кузьменко А.Е., Ямшинский М.М. // Литейное производство. 2005. № 10. С.7-9.

91. Отливки из специальных чугунов / Колокольцев В.М., Соловьев В.П., Молочков П.А., Потапов М.Г.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск. ГОУ ВПО «МГТУ», 2006.139 с.

92. Виноградов В.Н., Сорокин Г.М., Албагачиев А.Ю. Изнашивание при ударе. М.: Машиностроение, 1982.192 с.

93. Колокольцев В.М., Гольцов А. С., Шевченко A.B. Влияние микролегирования и модифицирования на свойства жароизносостойких чугунов // Труды 9 съезда литейщиков России. Уфа, 2009. С. 12-15.

94. Гарбер М.Е. Износостойкие белые чугуны: свойства, структура, технология, эксплуатация. М.: Машиностроение, 2010. 280 с.

95. Карбиды и сплавы их основе / Самсонов Г.В., Косолопова Т.Я., Гнесин Г.Г., Федорус В.Б., Домасевич Л.Г. Киев: Наук, думка, 1976.267 с.

96. Палий Г.М. Влияние режима нагрева на прочность сцепления окалины с металлом // Сталь. 1965. № 8. С.764-766.

97. Исследование причин образования дефекта «вкатанная окалина» на поверхности автолистовой стали / Мухин Ю.А., Шаповалов А.П., Бобров М.А. и др. // Сталь. 1985. № 4. С. 45-48.

98. Пат. 2374351 Российская Федерация, МПК С22С37/08. Чугун / Колокольцев В.М., Брялин М.Ф., Гольцов A.C. (РФ).

99. Производство стальных отливок: учебник для вузов / Козлов Л.Я., Колокольцев В.М., Вдовин К.Н. и др.; под ред. Л.Я. Козлова. М.: МИСиС, 2003. 352 с.

100. Термоциклическое воздействие на структуру и физические свойства чугуна / Котешов Н.П., Жегур A.A., Белый А.П., Черный В.Ф., Сосонный А.Ю., Ку-тафина E.H. // Металлургическая и горнорудная промышленность. 2007. № 4. С.38-41.

101. Современные литейные жаропрочные сплавы для рабочих лопаток газо-трубинных двигателей / Орехов Н.Г., Глезер Г.М., Кулешова Е.А., Толораия В.Н. // Металловедение и термическая обработка металлов. 1993. № 7. С 32-35.

102. Гуляев А.П. Металловедение: учебник для вузов. 6-е изд. Металлургия, 1986. 544 с.

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

104. Norman Т.Е. High chromium molibdenum white iron for abrasion resístanse castings // Foundry. 1958. № 6. P. 128-131.

105. Богачев И.Н. Металлография чугуна. M.: Машгиз, 1961.252 с.

106. Структурно-и не структурно-чувствительные свойства хромистых чугу-нов / Кирилов А.А., Белов Е.В., Дядькова А.Ю Зуев И.Е. // Черные металлы. 2007. № 4. С 46-52.

107. Воронков Б.В,. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В. Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны / под ред. проф. В.М. Колокольцева. Челябинск: Печатный салон «Издательство РЕКПОЛ», 2005. 178 с.

108. Немков А.Д., Шепелев Ю.И. О стойкости колосников агломерационных машин // Черная металлургия. 2002, № 4.С. 36-38.

109. Арыков Г.А., Кретинин В.И., Купцов В.И. Валяние параметров колосниковой решетки агломашины на показатели процесса спекания // Черная металлургия. 1991. № И. С. 65-66.