Выбор состава и исследование структуры, свойств жароизносостойких комплексно-легированных белых чугунов

• Автор: Молочкова, Ольга Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Условия эксплуатации и стойкость деталей горно-металлургического

оборудования, работающих при повышенных температурах в агрессивных средах и подверженных абразивному изнашиванию
1.2. Жаростойкие износостойкие сплавы, применяемые для отливок с специального назначения

1.3. Факторы, влияющие на жаростойкость. Строение и тип оксидных пленок

1.3.1. Внутренние факторы, влияющие на жаростойкость

1.3.2. Внешние факторы, влияющие на жаростойкость чугуна

1.3.3. Строение и тип оксидных пленок

1.4. Основные закономерности абразивного изнашивания

1.5. Чугуны, применяемые для изготовления деталей, работающих
в условиях абразивного изнашивания
1.6. Влияние легирующих элементов и примесей на структуру, жаростойкость и износостойкость
1.7. Требования к структуре и свойствам жароизносостойких чугунов
1.8. Постановка задачи исследования
Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Материал исследования
2.2. Методика проведения качественного и количественного металлографического анализа КЛБЧ
2.3. Определение износостойкости и механических свойств КЛБЧ
2.4. Методика определения жаростойкости
железоуглеродистых сплавов
2.5. Исследование химического и фазового состава железоуглеродистых сплавов и оксидных слоев
2.6. Методики построения математических моделей, оптимизация химического состава сплава

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ СПЛАВОВ
СИСТЕМЫ Бе-С-Сг-Мп-М-П
3.1. Выбор базового легирующего комплекса
3.2. Изучение фазового состава, микроструктуры и свойств КЛБЧ
в литом состоянии
3.3. Исследование оксидных слоев, образующихся на поверхности отливок
из КЛБЧ во время испытаний на окалиностойкость
3.4. Оптимизация состава чугуна. Исследование твердости, износостойкости
и жаростойкости чугуна оптимального состава
3.5. Выводы
Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АЛЮМИНИЯ И НИОБИЯ
НА ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ, МЕХАНИЧЕСКИЕ И СПЕЦИАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАННЫХ БЕЛЫХ ЧУГУНОВ
4.1. Исследование влияния легирования алюминием на фазовый состав, структуру и свойства чугуна ИЧ220Х18Г4НТ в литом состоянии
4.2. Исследование механических и специальных свойств КЛБЧ, легированных алюминием
4.3. Изучение структуры, свойств и оксидных слоев чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, легированного алюминием после испытаний на окалиностойкость
4.4. Исследование влияния легирования ниобием на фазовый состав, структуру, механические и специальные свойства чугуна ИЧ220Х18Г4НТ в литом состоянии
4.5. Исследование механических и специальных свойств чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, легированного ниобием
4.6. Изучение структуры, свойств и оксидных слоев чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, легированного ниобием после испытаний на окалиностойкость

4.7. Исследование влияния совместного легирования ниобием и алюминием на фазовый состав, структуру и свойства чугуна ИЧ220Х18Г4НТ
в литом состоянии
4.8. Исследование оксидного слоя, образующегося в процессе испытаний
на окалиностойкость на чугуне ИЧ 220X18Г4Ю2Б2НТ
4.9. Выводы
4.10. Опытно-промышленные испытания и внедрение в производство отливок из чугунов нового химического состава
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ную пленку, что снижает жаростойкость. При содержании никеля менее 0,4 масс. % снижается устойчивость аустенитной структуры, жаростойкость и жаропрочность чугуна. Значительное повышение окалиностойкости может быть достигнуто при комплексном легировании хромом и никелем.
Исследованиями установлено, что влияние никеля на твердость и износостойкость белого чугуна подобно влиянию марганца. Особенно сильное действие никель оказывает при содержании до 3% [71].
Некоторое повышение твердости в этом чугуне достигается за счет дисперсионного твердения при выделении карбидов из пересыщенного хромоникелевого аустенита, но так как никеля в карбидах почти нет, его концентрация в у-фазе остается высокой и мартенситного превращения не наблюдается.
Кремний существенно повышает жаростойкость в окислительных средах, а в атмосфере водяных паров его влияние незначительно. Образующийся при введении кремния оксид имеет хорошую жаростойкость, однако при наличие больших количеств кремния снижается температура спекания оксидов и температура их плавления. При малых содержаниях кремния (до 4%) оксид ЗЮ2 не обнаруживается, но образуются силикаты с малой диффузионной проницаемостью.
Кремний в белом чугуне можно рассматривать как легирующий элемент, распределяющийся при кристаллизации между аустенитом и эвтектическим расплавом. Повышает температуру эвтектической кристаллизации, расширяет интервал эвтектического превращения, препятствует переохлаждению. Его содержание может находиться в пределах 0,3-2,0%.
Исследованиями распределения кремния между фазами в белом чугуне установлено, что при обычных скоростях охлаждения заготовок он практически полностью концентрируется в матрице. Увеличение содержания кремния в до-эвтектических чугунах до 0,78% приводит к повышению твердости и износостойкости [65].
Ванадий, молибден и вольфрам оказывают отрицательное влияние на жаростойкость чугунов вследствие образования оксидов с низкими температурами плавления и испарения. Введение этих элементов вызывает образование пористой, рыхлой окалины, которая не обладает защитными свойствами.