Формирование рациональной структуры и повышение стабильности свойств графитизированных чугунов для автомобилестроения их модифицированием и микролегированием

• Автор: Болдырев, Денис Алексеевич
• Шифр специальности: 05.16.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 332 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Особенности формирования структуры и свойств графитизированных конструкционных чугунов
1.1. Серые чугуны с пластинчатой формой графита (СЧПГ)
1.1.1. Влияние модифицирующих элементов на зарождение и
рост пластинчатого графита в чугуне
1.1.2. Микролегирование как метод управления свойствами
СЧПГ через изменение их структурного состояния
1.2. Высокопрочные чугуны с шаровидной формой графита
(ВЧШГ)
1.2.1. Технологические методы управления формированием шаровидной формы графита в чугуне
1.2.2. Особенности структурообразования ВЧШГ при внутри-форменном модифицировании
1.2.3. Влияние графитизирующего модифицирования на струк-турообразование ВЧШГ
1.2.4. Микролегирование как метод управления свойствами ВЧШГ через изменение их структурного состояния
1.3. Влияние модифицирования и микролегирования на структуру и свойства чугунов с вермикулярной формой графита (ЧВГ)
2. Опытные материалы и образцы, экспериментальное и аналитическое оборудование, методики исследований
2.1. Материалы, образцы и требования к ним
2.2. Оборудование и методики проведения испытаний
3. Обеспечение стабильности структуры и свойств чугунов с компактным графитом (ВЧШГ и ЧВГ), получаемых при ковшевом модифицировании «тяжёлыми» и «лёгкими» магниевыми лигатурами
3.1. Формирование структуры и свойств ВЧШГ высоких марок с использованием «тяжёлых» магниевых лигатура на никелевой и медной

основах
3.2. Формирование структуры и свойств ВЧШГ и ЧВГ с использованием «лёгких» магниевых лигатур на ферросилициевой основе
3.2.1. Исследование влияния мелкосерийной технологии получения ВЧШГ ферритного класса на его структуру и свойства
3.2.1.1. Создание технологии получения автомобильных отливок из ВЧШГ с высокими пластическими характеристиками
3.2.1.2. Апробация технологии получения ВЧШГ с высокими пластическими характеристиками для отливок ответственного назначения
3.2.1.3. Исследование состава, структуры и свойств ВЧШГ в опытных отливках
3.2.1.4. Рекомендации по промышленному использованию разработанной технологии для получения отливок ответственного назначения из ВЧШГ и результаты её апробации
3.2.2. Исследование влияния промышленных технологий получения ВЧШГ и ЧВГ низких марок на их структуру и свойства
3.2.3. Исследование влияния промышленной технологии получения ВЧШГ средних марок на их структуру и свойства
3.3. Выводы
4. Формирование стабильных показателей структуры и свойств чугунов
с компактным графитом (ВЧШГ и ЧВГ) при внутриформенном модифицировании «лёгкими» магниевыми лигатурами на ферросилициевой основе
4.1. Исследование влияния лантана в магниевом модификаторе на морфологию и распределение шаровидного графита в ВЧШГ
4.2. Стабильное получение вермикулярной формы графита в чугуне «лёгкой» лигатурой со сбалансированным содержанием магния и РЗМ
4.3. Получение стабильной литой структуры ЧВГ с использованием

безмагниевой «лёгкой» лигатурой с РЗМ
4.4. Выводы
5. Обеспечение стабильности структуры и свойств ВЧШГ графитизи-рующим модифицировованием
5.1. Формирование структуры и свойств ВЧШГ с использованием графитизирующей обработки модификаторами на ферросилициевой основе
5.2. Формирование структуры и свойств ВЧШГ с использованием графитизирующего модифицирования ВЧШГ комплексными смесе-
выми модификаторами
5.3. Формирование структуры и свойств ВЧШГ с использованием технологий вторичного графитизирующего модифицирования ВЧШГ..
5.3.1. Получение ВЧШГ с использованием технологии встречного модифицирования модификатором Glitter
5.3.2. Получение ВЧШГ с использованием технологии вторичного графитизирующего модифицирования брикетированными отсевами модификаторов
5.3.3. Получение ВЧШГ с использованием технологии вторичного графитизирующего модифицирования литыми вставками
5.4. Выводы
6. Формирование структуры и свойств СЧПГ графитизирующим модифицированием с учётом особенностей его химического состава и конструктивных особенностей получаемых отливок
6.1. Обеспечение стабильного формирования структуры и свойств низкосернистого СЧПГ с использованием технологии ковшевого графитизирующего модифицирования модификаторами на ферросилициевой основе
6.2. Формирование структуры и свойств СЧПГ в крупногабаритных отливках с использованием комплексной технологии графитизирующего модифицирования

вание цементита усиливается. В этом случае никель в большей степени, чем медь, ослабляет карбидообразование в чугуне [87].
Влияние меди и никеля на структуру металлической основы серого чугуна различается по силе воздействия. Так при содержании 2% медь как и никель способствует увеличению доли феррита в чугуне, причём совместный ввод меди и никеля ещё в большей степени усиливает ферритообразование. При содержании кремния 2,2% увеличение содержания меди или никеля приводит к увеличению доли феррита, причём более интенсивно, чем при более низком содержании кремния. При этом более сильное ферритизирую-щее воздействие оказывает никель. Одновременное увеличение содержания меди и никеля при высоком содержании кремния резко уменьшает долю феррита, причём наиболее интенсивно с ростом содержания меди. Следовательно, перлитостабилизирующая роль меди и никеля в значительной степени определяется содержанием кремния и соотношением меди и никеля в чугуне [87].
Медь и никель могут способствовать как уменьшению, так и увеличению доли графита, цементита и феррита в структуре чугунов и, тем самым, влиять на структурообразование. Сила этого влияния неодинакова и определяется рядом факторов, к числу которых относится присутствие третьего компонента - кремния, а также соотношение меди и никеля в исследуемых пределах. Двойственное влияние на структуру чугуна присуще всем элементам, принимающим участие в структурообразовании. Условия, при которых химические элементы изменяют на противоположное своё влияние на структуру металла, различны для каждого элемента и определяются в первом приближении составом чугуна и количественным соотношением элементов [87].
Исходя из вышесказанного, механизм влияния меди на структурообразование чугуна состоит в следующем. Чем выше содержание в чугуне кремния, тем меньше меди растворяется в аустените. При превышении предельной концентрации меди в аустените её влияние меняется на противоположное. При пересыщении аустенита медью появляется новая высокомедистая