Исследование высокоалюминиевых чугунов промежуточной зоны (ВАЧП) и разработка технологии их получения для фасонных отливок

• Автор: Суханов, Александр Сабирович
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 130 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
(обзор литературы)
1.1. Диаграммы состояний Бе-АІ и Ре-А1-С сплавов
1.2. Половинчатые чугуны на базе системы Ре-С-Бі
1.3. Особенности формирования структуры и свойств высокоалюминиевых чугунов
1.3.1. Влияние алюминия на структуру чугуна
1.3.2. Влияние алюминия на жаростойкость и ростоустойчивость чугуна
1.3.3. Влияние алюминия на физико-механические
свойства чугунов
1.4. Влияние скорости охлаждения на структуру алюминиевых
чугунов
1.5. Выводы, цель и задачи работы
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методика проведения экспериментов
2.2. Дифференциальный термический анализ (ДТА)
2.3. Разработка методики выявления и оценки фазового состава ВАЧП
2.3.1. Методика выбора металлографических реактивов для выявления структуры ВАЧП
2.3.2. Методика металлографического исследования
образцов ВАЧП
2.3.3. Фазовый качественный анализ образцов ВАЧП

2.4. Методика определения свойств ВАШІ
2.4.1. Методика определения физико-механических
свойств ВАЧГ1
2.4.2. Методика определения износостойкости
ВАЧП
2.4.3. Методика определения литейных свойств ВАЧП
2.4.4. Определение стойкости ВАЧП в жидком алюминии и
расплаве силумина
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА И ГРАФИТИЗИРУЮЩЕГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА ВАЧП
3.1. Влияние алюминия на структуру и свойства ВАЧП
3.2. Особенности влияния меди и графитизирующего модифицирования на структуру и свойства ВАЧП
3.3. Влияние кремния на структуру и свойства ВАЧП
3.4. Влияние углерода и циркония на структуру и свойства ВАЧП
3.5. Оптимизация состава ВАЧП
4, РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВАЧП С КОМПАКТНЫМ ГРАФИТОМ
4.1. Исследование влияния сфероидизирующего модифицирования
ВАЧП и скорости охлаждения на его структуру и свойства
4.2. Определение литейных свойств ВАШІ
4.2.1. Определение жидкотекучести разработанного ВАЧП (ЧКГ)
4.2.2. Определение линейной усадки ВАЧП
4.2.3. Определение объёма усадочной раковины ВАЧП
4.3. Определение физико-механических свойств ВАЧП
4.3.1. Определение электропроводности и прочности ВАЧП
4.3.2. Определение износостойкости ВАЧП

4.3.3. Определение стойкости ВАЧП в жидком алюминии и
расплаве силумина
4.4. Особенности технологии получения ВАЧП и рекомендации по
его применению
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

подтверждено специальными исследованиями. Расплав чугуна состава 2,8%С; 0,02%8і; 0,1%Мп; 0,02%Р, 0,010%Б после легирования и
обработки 0,9%М£ заливается в металлические формы. Таким путём были получены два белых чугуна: алюминиевый 4,3% А1 и кремнистый 4,28% Бі. После отжига на ферритную структуру и графит шаровидной формы механические свойства опытных алюминиевых чугунов оказались выше, чем кремнистых.
Следовательно, резервы в отношении характеристик вязкости и пластичности кремнистого чугуна исчерпываются высокой хрупкостью феррита. Вероятно для ферритных кремнистых чугунов при концентрациях более~2% Бі не представляется возможным получить значения ударной вязкости больше чем 2-ЗкГм/см2. При легировании чугунов алюминием эти возможности несравнимо более широкие. Более действенной оказывается замена кремния алюминием в составе аустенитных чугунов (10-12% Мп; 1,5-2,0% Си). Так, при одной и той же структуре чугун с 1,8% Бі и 1,8% А1 имеет механические характеристики в два раза выше, чем такой же чугун, но с 3,0% 8і/. Причём замена элементов снижает и величину магнитной проницаемости немагнитных чугунов.
Образование в алюминиевых чугунах гетерогенной механической смеси феррита и твёрдых хрупких высокоуглеродистых фаз (Г;е3С, БезАЮх) или высокоуглеродистой фазы с “нулевой” прочностью (графита) даёт возможность получить широкую гамму свойств. Вполне очевидно, что по мере увеличения количества кристаллов БезА1Сх в структуре алюминиевых чугунов растёт твёрдость и хрупкость отливок. Преобладание в структуре карбида БезАІСх придаёт алюминиевым чугунам наиболее высокие значения твёрдости и хрупкости, при которых сплавы становятся малопригодными для промышленного использования.
Наиболее низкой, как уже говорилось, прочностью и высокой твёрдостью отличаются алюминиевые чугуны промежуточной структурной зоны.
Алюминиевым чугунам первой и второй графитной зон присущи более высокие механические свойства. Однако грубые включения графита в структуре чугунов этих двух зон, а также повышенная их склонность к