Разработка технологии получения комплексно-легированных низкоуглеродистых белых чугунов функционального назначения в литом и термообработанном состояниях

• Автор: Бриченок, Анна Сергеевна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 288 с. : ил.

Глава 1. ЛЕГИРОВАННЫЕ БЕЛЫЕ ЧУГУНЫ СО

СПЕЦИАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

1.1. Область применения легированных белых чугунов функционального назначения

1.2. Влияние легирующих элементов на процессы кристаллизации

и структурообразования белых чугунов

1.2.1. Хромистые чугупы

1.2.2. Марганцевые чугупы

1.2.3. Ванадиевые чугупы

1.2.4. Молибденовые чугупы

1.2.5. Вольфрамовые чугуны

1.2.6. Комплексно-легированные чугупы

1.3. Термическая обработка легированных белых чугунов
1.4. Специальные свойства белых легированных чугунов
1.4.1. Износостойкие чугуны
1.4.2. Коррозионностойкие чугупы
1.4.3. Жаростойкие чугуны
1.5. Комбинированное влияние углерода и легирующих элементов
на механические и специальные свойства белых чугунов
1.6. Резюме по литературному обзору и постановка задач исследований
ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Подготовка образцов к исследованиям
2.2. Методики исследований плотности, объемных изменений
и кристаллизационных параметров
2.2.1. Плотность и объемные характеристики
2.3. Стандартные методы исследования структур и свойств металлов
2.4. Методики исследования специальных свойств
2.4.1. Измерение теплопроводности
2.4.2. Исследования коррозионностойкости
2.4.3. Методика исследования жаростойкости с применением дериватографа
2.4.4. Исследование износостойкости
2.5. Элементно-фазовый и рентгеноструктурный анализы
2.6. Измерение электросопротивления в твердом состоянии
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МАЛОУГЛЕРОДИСТОГО БЕЛОГО ЧУГУНА В ЛИТОМ СОСТОЯНИИ
3.1. Исследование влияния легирующих элементов на строение жидкого чугуна методом гамма-проникающих излучений
3.2. Исследование влияния легирующих элементов на процессы
кристаллизации белого чугуна
3.2.1. Влияние хрома
3.2.2. Влияние вольфрама
3.2.3. Влияние молибдена
3.2.4. Влияние марганца
3.2.5. Влияние ванадия
3.3. Сравнительная оценка влияния легирующих элементов
на кристаллизационные параметры малоуглеродистого белого чугуна
3.4. Влияние легирующих элементов на процесс структурообразования белого чугуна
3.5. Физико-механические свойства легированных белых чугунов
3.5.1. Физические свойства
3.5.2. Механические свойства легированного белого чугуна
3.6. Влияние легирующих элементов на износостойкость
белого чугуна в литом состоянии
3.7. Влияние легирующих элементов на коррозионностойкость
белого чугуна
3.8. Влияние легирующих элементов на жаростойкость белого чугуна
в литом состоянии
3.9. Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ, ТВЕРДОСТЬ II ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ БЕЛЫХ ЛЕГИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ
4.1. Влияние температуры закалки на твердость легированных
чугунов
4.2. Влияние температуры отпуска и времени выдержки
на твердость закаленных легированных чугунов
4.3. Износостойкость легированных белых чугунов после термообработки
4.4. Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ВЛИЯНИЯ ЛЕГИРУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ НА ПРОЦЕССЫ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ И СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ, ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ

СВОЙСТВА ХРОМИСТОГО БЕЛОГО ЧУГУНА В ЛИТОМ И ТЕРМООБРАБОТАННОМ СОСТОЯНИЯХ
5.1. Влияние легирующих элементов на процессы кристаллизации
и структурообразования хромистого белого чугуна
5.2 .Влияние легирующих элементов на физико-механические
(твердость) свойства хромистого чугуна
5.2.1. В типом состоянии
5.2.2. В термообработанном состоянии
5.3. Коррозионностойкость комплексно-легированных чугунов
5.3.1. В литом состоянии
5.3.2. В термообработанном состоянии
5.4. Износостойкость комплексно-легированного чугуна
5.5. Жаростойкость комплексно-легированного чугуна
5.6. Структурообразование и результаты микрорентгеноспектрального анализа комплексно-легированных белых чугунов
5.7. Карбидные фазы в комплексно-легированных белых чугунах
5.8. Выводы
Глава 6. ОПТИМИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАНННОГО ХРОМИСТОГО БЕЛОГО ЧУГУНА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
6.1. Износостойкие комплексно-легированные хромистые чугуны в литом состоянии
6.1.1. Матрица іпанирования и проведение эксперимента .
6.1.2. Построение диаграмм рассеяния, расчет эффектов и
проверка их статистической значимости
6.1.3. Снятие эффектов - корректировка результатов наблюдений
и интерпретация результатов
6.1.4. Оптимизация химического состава легированных чугунов для получения высокой износостойкости
6.2. Износостойкие комплексно-легированные хромистые чугуны
после термообработки
6.3. Оптимизация химического состава коррозионностойкого комплекснолегированного хромистого чугуна в литом состоянии
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

гуна (мае. %: 2,05-2,15 С; 1,0-1,1 81; 0,4-0,5 Мп; < 0,10 Б; < 0,12 Р).
Для получения специальных свойств чугунов в качестве легирующих элементов применяют хром, никель, молибден, медь, ванадий, марганец, алюминий вольфрам [4, 79] и др. Однако известно из практики производства специальных чугунов применяют и вольфрам [78]. Из-за дороговизны и дефицитности вольфрама для чугунного литья практически не используют его в качестве легирующей присадки. Учитывая, что Дальний Восток имеет большие запасы вольфрамового сырья, нами разработана технология выплавки ферровольфрама (до 70 мае. % V/) из шеелитового концентрата Лермонтовской горнорудной компании [79, 80]. В настоящей главе впервые было исследовано влияние вольфрама на процессы кристаллизации и структурообразования белого низкоуглеродистого чугуна. В таблице 3.1 приведен химический состав использованных ферросплавов.
Таблица 3.1.
Химический состав ферросплавов, мае. %
Наименование ферросплавов С Si S Р Сг (не менее) V (не менее) W (не менее) Мо(не менее) Мп(не менее)
Феррохром ФХ015 (ГОСТ 4757-79) 0,15 1,50 0,03 0,03 65,0 - - - -
Ферровольфрам В2 (ГОСТ 4758-71) 0,15 1,1 0,04 0,04 - - 75,0 7,00 0,20
Ферровольфрам собственного производства 68-70
Феррованадий ФВд35 (ТУ 14-5-98-78) 0,75 3,00 0,15 0,10 - 35,0 - - -
Ферромолибден ФМо55 (ГОСТ 4759-79) 0,08 1,0 0,12 0,08 - - 0,50 55,0 -
Ферромарганец ФМн70 (ГОСТ 4755-80) 7,00 2,00 0,03 0,55 - - - - 70,0
Исследования проводились на установке «Параболоид - 4M». Исходный чугун перегревали до 1550 °С, после 5-минутной выдержки при этой же температуре в расплав вводили легирующие присадки в виде ферросплав. Далее расплав охлаждали со скоростью 20 град/мин. Проводились измерения интенсивности у-проникающих излучений J в процессе охлаждения до 500 °С. Параллельно строилось термограмма кристаллизации в координатах температура - время.
Определены кристаллизационные параметры (температуры начала кристал-