Повышение прочности и теплопроводности чугуна путём управления процессами формирования его структуры

• Автор: Худокормов, Дмитрий Андреевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Минск
• Количество страниц: 144 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕПЛО-И ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТИ ВЫСОКОУГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА
1.1. Влияние химического состава, фазового состояния железоуглеродистых сплавов на их тепло
электропроводность
1.2. Некоторые физические свойства графитной фазы
в железоуглеродистых сплавах
1.3. Тепло- и электропроводность чугунов
различных видов
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Шихтовые материалы, технология плавки и
заливки чугуна
2.2. Методика измерения тепло- и электропроводности
2.3. Методика измерения некоторых механических
свойств и металлографический анализ
3. ЭЛЕКТРО- И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ
РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ ЧУГУНА
3.1. Электро и теплопроводность чугуна при переходе от включений ВГ к включениям ШГ
3.2. Включения углерода отжига и особенности
электро- и теплопроводности ковких чугунов
3.3. Влияние металлической основы и содержания
кремния в чугунах на ЙХ электро- и теплопроводность
4, РАЗРАБОТКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА С ПОВЫШЕННЫМИ ПРОЧНОСТЬЮ И ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬЮ
4.1. Обоснование выбора химического состава чугуна
и анализ его структуры
4.2. Теплопроводность и некоторые механические
свойства чугуна с псевдовермикулярньтм графитом
5. ОДИН ИЗ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА С ПСЕВДОВЕРМИКУ-
ЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ
5.1. Существующая технология производства корпусов электроконфорок, обоснование и использование в пей чугуна с псевдовермикулярным графитом
5.2. Изготовление опытных образцов элекгроконфо-рок из ЧПВГ и испытание их эксплуатационной
надёжности
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
За последнние несколько десятилетий развитие и совершенствование чугунолитейного производства характеризуется широким внедрением в промышленности и особенно в машиностроении высокопрочных чугунов (ВЧ). В настоящее время под понятием «высокопрочный чугун» обычно подразумеваются чугуны с шаровидными и вермикулярными включениями графита (ЧТТТГ и ЧВГ). Расширение производства ЧВГ связано с тем, что этот тип чугуна обладает лучшими технологическими свойствами, чем ЧШГ. Например, при переводе производимой номенклатуры отливок, ранее изготовлявшихся из чугуна с пластинчатым графитом (ЧПГ), на ЧВГ, часто отпадает необходимость в изменении технологической оснастки. Вместе с тем ЧВГ уступает ЧШГ по механическим свойствам и более трудоёмок в получении, поскольку требует применения весьма сложных по составу комплексных модификаторов, обеспечивающих получение вермикулярного графита.
При затвердевании ЧВГ на первоначальном этапе формирование графитной фазы протекает аналогично процессу графитизации в ЧПГ, т.е. с образованием пластин графита. Только на заключительном этапе кристаллизации графитные включения начинают приобретать характерную для включений вермикулярного графита (ВГ) форму. Поэтому ЧВГ по некоторым физическим свойствам занимает промежуточное положение между ЧПГ и ЧШГ. Отмечаются, например, большая теплопроводность и меньшая электропроводность (соответственно, большее электросопротивление) ЧВГ по сравнению с ЧШГ. В то же время причины снижения теплопроводности и электросопротивления чугуна при переходе от пластинчатой к шаровидной форме включений графита, а также некоторого повышения теплопроводности чугуна при изменении формы графита с шаровидной

* В таблице Т-теплопроводность, Э-электропроводность, знак (+) означает повышение проводимости, знак (-)-понижение проводимости, (+ -) возможность повышения или понижения.
Элементы, увеличивающие графитизацию, повышают теплопроводность, но электропроводность понижается при всяком легировании. Поэтому с увеличением содержания кремния теплопроводность чугуна особенно заметно падает, если степень графитизации остаётся без изменения, например, если чугун был впоследствии отожжён на феррит [65], но может даже несколько увеличиться, если увеличивается степень графитизации. Данное явление может наблюдаться иногда в чугунах с пластинчатым графитом. Однако в большинстве случаев влияние кремния в чугуне на теплопроводность отрицательное, так как его легирующее действие превосходит графитизирующее. Поэтому низкокремнистые чугуны, в том числе ковкие, отличаются наиболее высокой теплопроводностью [62]. В отношении электропроводности кремний действует всегда отрицательно, повышая электросопротивление. Особенно это заметно в серых чугунах. В этом случае его легирующее действие может дополняться графитизирующим (о влиянии количества и формы включений графита в серых чугунах на их электропроводность см. ниже). Кроме того, в высококремнистых чугунах уменьшается зависимость электросопротивления от температуры [59]. Марганец, а особенно фосфор и никель, понижают характеристики проводимости вследствие образования твёрдых растворов и выделения фосфидов. Алюминий также понижает проводимость. Но в зависимости от изменения количества графита алюминий может различно влиять на теплопроводность. Медь в пределах до 1% уменьшает проводимость чугуна с интенсивностью примерно в 2 раза меньшей, чем кремний, а