Влияние высокотемпературной обработки расплава на структуру и свойства высокоуглеродистых сплавов железа

• Автор: Савина, Лидия Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 129 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Особенности фазовых превращений железоуглеродистых

и железоуглеродкремниевых сплавов.

1.2. Связь фазовых превращений с износостойкостью белых хромистых чугунов.

1.3. Металлические порошки

1.4. Современное состояние производства отливок из чугуна

1.5. Термовременная обработка расплава

1.6. Выводы и постановка задачи.

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методики исследования физических свойств жидких сплавов .
2.2. Методы изучения процессов кристаллизации.
2.3. Методы исследования макро и микроструктуры сплавов в твердом состоянии.
2.3.1. Металлографические методы исследования
2.3.2. Автоматический микроанализ
2.3.3. Система цифровой обработки и анализа изображений I 0.
2.3.4. Метод рентгеноструктурного анализа
2.3.5. Методика проведения механических испытания
2.3.6. Испытания на износостойкость
2.4. Выводы.
3. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ЖИДКИМ И ТВЕРДЫМ СОСТОЯНИЯМИ СПЛАВОВ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОД И
ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДКРЕМНИЙ
3.1. Изучение температурных зависимостей физических свойств и
структуры модельных железоуглерод и железоуглеродкремнистых сплавов в жидком состоянии
3.2. Изучение влияния состояния расплава на процесс кристаллизации двойного модельного сплава методом дифференциального термического анализа
3.3. Исследование влияния условий выплавки на структуру и свойства образцов в твердом состоянии.
3.4. Исследование влияния скорости охлаждения при кристаллизации на фазовые превращения БеС и РеСБ сплавов.
3.5. Исследование влияния условий выплавки на структуру железоуглеродистых сплавов
3.6. Модель влияния состояния расплава на процесс формирования литой структуры
3.7. Выводы
4. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ СЕРЫХ И БЕЛЫХ ЧУГУНОВ.
4.1. Влияние металлургической наследственности на структуру серого чугуна.
4.2. Изучение роли наследственности на вязкость расплава
чугуна СЧЗО
4.3. Изучение влияния температуры нагрева расплава и времени выдержки на структуру и свойства образцов экспериментальных плавок.
4.4. Влияние условий выплавки на структуру и свойства
серого чугуна СЧЗО в литом состоянии.
4.5. Изучение влияния высокотемпературной обработки расплава
на структуру и свойства промышленных образцов
4.6. Влияние ВТОР на микроструктуру и износостойкость
белого хромистого чугуна при абразивном изнашивании
4.7. Выводы.
5. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА СЧ
ПЕРЕД ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ НА СВОЙСТВА ПОРОШКА
5.1. Определение оптимального режима выплавки металлического порошка.
5.2. Влияние ВТОР на содержание кислорода в порошке чугуна
5.3. Влияние ВТОР на микроструктуру порошка чугуна СЧ
5.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Чем выше степень равновесности расплава и равномерности распределения в нем атомов легирующих компонентов, тем слабее наследственное влияние шихтовых материалов и стабильнее качество отливок. Наиболее доступным и достаточно эффективным методом формирования равновесной структуры расплава является тепловое воздействие. ВТОР. Однако влияние ВТОР на процессы кристаллизации и формирования структуры железоуглеродистых сплавов изучено недостаточно, а сведения о совместном влиянии ВТОР и различных скоростей охлаждения вообще отсутствуют. Цель работы. Установить взаимосвязь высокотемпературной обработки расплава со структурой и свойствами серых и белых износостойких чугунов. Определение параметров ВТОР промышленных серых и белых износостойких чугунов для повышения качества и служебных свойств отливок. Научная новизна. Впервые систематически рассмотрено влияние состояния расплава на процессы кристаллизации, структуру и свойства модельных железоуглеродистых сплавов и чугунов опытных плавок, охлажденных с различной скоростью. Существующие в жидком металле микрогруппировки могут являться зародышами кристаллизации. На основе представлений о квазихимическом микронеоднородном строении расплавов предложены уточненная модель строения жидкого чугуна и особенности механизма кристаллизации железоуглеродистых сплавов, учитывающие влияние подготовки расплава и скорости его охлаждения. Определены параметры перспективных технологических режимов выплавки чугунов в монолитном и порошковом виде, позволяющие формировать гомогенное микрооднородное состояние расплава к моменту его выпуска из печи или диспергирования, что позволяет достичь более высокого уровня механических свойств и износостойкости металла. Практическая ценность. Результаты по комплексному влиянию высокотемпературной обработки расплава и различных скоростей охлаждения на структуру и свойства железоуглеродистых сплавов могут быть использованы для совершенствования технологии производства отливок повышенной прочности и износостойкости. Разработанные температурно-временные параметры плавок чугунов СЧ, СЧ и 0XМЗ могут быть рекомендованы для внедрения в промышленное производство отливок и порошков, что позволит увеличить выход и качество годной продукции. Результаты экспериментального исследования структуры и свойств изучаемых сплавов в жидком и твердом состояниях. Данные по исследованию фазовых превращений при кристаллизации железоуглеродистых сплавов в зависимости от состояния расплава и скоростей охлаждения. Представления о механизме влияния структурного состояния расплава на процессы кристаллизации высокоуглеродистых сплавов железа. СЧ перед диспергированием, позволяющие увеличить выход мелкой фракции, пригодной для напыления покрытий. Железоуглеродистые сплавы - стали и чугуны - важнейшие металлические сплавы современной техники. Объем их производства более чем в раз превосходит производство всех других металлов вместе взятых [I]. Основное представление о строении железоуглеродистых сплавов дает диаграмма состояния (рис. Сплавы железа и углерода, претерпевающие эвтектическое превращение, называются чугунами. В результате эвтектической реакции в стабильной системе образуется аустенитно-графитная эвтектическая смесь. В метастабильной системе образуется эвтектическая смесь аустенита и цементита, называемая ледебуритом. Ледебурит имеет повышенную твердость и хрупкость из-за высокой твердости и хрупкости цементита. В реальных условиях эвтектическое превращение становится возможным при переохлаждении чугуна до температур ниже эвтектической. И чем выше температура жидкого чугуна над температурой ликвидус, тем при большем переохлаждении начинается зарождение и рост эвтектических фаз [2]. Большую роль при формировании структуры чугуна играют кинетические факторы. В зависимости от скорости охлаждения и достигнутого переохлаждения может меняться природа фаз. Так, в условиях эвтектоидного превращения, в зависимости от условий охлаждения, аустенит распадается по-разному. При медленном охлаждении чугуна термодинамический стимул эвтектоидного распада аустенита появляется при переохлаждении чугуна ниже линии Р'Б'К' (рис. Рис.