Исследование закономерностей формирования отливок из чугуна ЧЮ22Ш и разработка технологических рекомендаций для получения высококачественного литья

• Автор: Дрокин, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 133 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ.

1.1 Жаростойкие сплавы требования и классификация

1.2 Высоколегированный алюминиевый чугун как жаростойкий литейный

1.2.1 Диаграмма состояния сплавов ГеА1 и Ре А1С.

1.2.2 Структура и свойства алюминиевых чугунов.

1.2.2.1 Влияние алюминия на структуру чугуна

1.2.2.2 Литейные свойства высоколегированных алюминиевых чугунов.

1.2.2.3 Физические свойства высоколегированных алюминиевых чугунов.

1.2.2.4 Механические свойства высоколегированных алюминиевых чугунов.

1.3 Особенности технологии производства отливок из алюминиевого чугуна
1.3.1 Технология плавки.3
1.3.1.1 Плавка в индукционной печи
1.3.1.2 Обработка алюминиевого чугуна для получения графита шаровидной формы
1.3.2 Технология литья
1.3.3 Технология термической обработки3
1.4 Применение высоколегированного алюминиевого чугуна
1.5 Краткие выводы и задачи исследования
2 МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ.
2.1 Объект исследования.
2.2 Исходные материалы и технология плавки
2.3 Определение химического состава сплава
2.4 Расчет фазовых диаграмм.
2.5 Термический анализ.
2.6 Термическая обработка
2.7 Микроструктурный анализ
2.7.1 Количественная микроскопия
2.7.2 Микротвердость фазовых составляющих.
2.8 Микрорентгеноспектральный анализ.
2.9 Определение активности кислорода в металле.
2. Определение теплофизических свойств чугуна
21 Теплоемкость чугуна
22 Температуропроводность чугуна
23 Плотность чугуна.
2. Определение литейных свойств чугуна.
21 Жидкотекучесть чугуна
22 Предусадочное расширение.
23 Линейная усадка
2. Измерение твердости.
2. Определение механических свойств
2. Обработки экспериментальных данных
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ФАЗОВЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОГО АЛЮМИНИЕВОГО ЧУГУНА
3.1 Фазовые превращения в алюминиевом чугуне ЧЮШ.
3.2 Формирование структуры чугуна ЧШ.
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ФОРМИРОВАНИЯ В ВЫСОКОЛЕГИРОВАННОМ АЛЮМИНИЕВОМ ЧУГУНЕ ГРАФИТА ШАРОВИДНОЙ ФОРМЫ.
4.1 Влияние активности кислорода на формирование графитных включений в чугуне.
4.2 Влияние технологических факторов на параметры структуры
5 ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ЧУГУНА ЧШ.
5.1 Теплофизические свойства.
5.2 Литейные свойства.
5.3 Параметры питания отливок.
6 ОПЫТНО ПРОМЫШЛЕННОЕ ОПРОБОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕКОМЕНДАЦИЙ.
6.1 Разработка технологических рекомендаций для получения
высококачественного литья
6.2 Опробование получения из чугуна ЧЮШ центробежнолитой трубы
6.3 Получение из чугуна ЧЮШ прецизионного тонкостенного литья.
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


Основные материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на международной научно-практической конференции «Прогрессивные литейные технологии», Москва, МИСиС, и гг. Ninth Symposium on Science and Processing of Cast Iron - SPCI-9», November , Luxor, Egypt; научных семинарах кафедры технологии литейных процессов Московского института стали и сплавов (- гг. Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 3 страницах машинописного текста, содержит рисунка, таблиц, состоит из введения, 6 глав, выводов, списка литературы из наименований. Прогнозы развития техники показывают, что среди прочих материалов по-прежнему преобладающее значение в машиностроении будет занимать чугун. Доступность, простота и дешевизна изготовления деталей из чугуна, а также разнообразие свойств, присущих этой категории сплавов, раскрывают широкие перспективы применение чугуиов в различных отраслях промышленного производства. Практика использования отливок из чугуна убедительно свидетельствует о том, что эксплуатационные свойства деталей в значительной степени зависят от характера структурных составляющих в сплавах. В свою очередь, в определении структуры чугуна большую роль играют такие факторы, как химический состав, технология производства отливок и термическая обработка. Процесс легирование - наиболее распространенное средство, с помощью которого происходит формирование целого ряда специальных свойств у железоуглеродистых сплавов [8]. Особого внимания заслуживает такое свойство сплавов как жаростойкость. Изделия из жаростойких сплавов имеют относительно короткий срок эксплуатации, поэтому использование легированных чугунов, в качестве жаростойких материалов, значительно удешевляет стоимость литой продукции. Обычные низколегированные серый, ковкий, высокопрочный чугуны при нагреве в окислительной среде корродируют, а в результате графитизации увеличивают объем. Специальные жаростойкие легированные чугуны значительно меньше подвержены окислению и росту при нагреве в окислительных газовых средах. Согласно ГОСТ - [1] жаростойкие чугуны должны обладать сопро-тивлением окалинообразованию не более 0,5 г/(м ч)увеличения массы и росту не более 0,2% при температуре эксплуатации в течение ч. Легированные чугуны при определенном содержании в них алюминия, кремния, хрома, никеля имеют повышенную жаростойкость. Кроме того, они обеспечивают стабильность структуры при нагреве, снижая рост чугуна. В соответствии с ГОСТ - «Чугун, легированный для отливок со специальными свойствами. Марки» к жаростойким относятся хромистые, кремнистые, алюминиевые чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом. Высоконикелевые коррозионностойкие и жаропрочные чугуны также обладают высокой жаростойкостью, хотя их применение в качестве жаростойких ограничивается из-за высокой цены и дефицитности никеля. Высокохромистые белые чугуны и высокоалюминиевые чугуны имеют наиболее высокий уровень жаростойкости, однако их применение ограничивается из-за плохой обрабатываемости, склонности к образованию трещин в отливках и дефектов в виде пористости и плен. Хромистые и алюминиевые чугуны в определенных условиях работы обеспечивают экономически оправданный уровень жаростойкости литых деталей. Жаростойкость оценивается по двум показателям: окалиностойкости и ростоустойчиво-сти. О ростоустойчивости чугуна судят по относительному изменению размеров образца при нагреве. Методика испытания чугуна на рост приведена в ГОСТ — [1]. Окалиностойкость, в соответствии с тем же стандартом, определяют весовым методом или непосредственным измерением глубины корродированного слоя. Состав, температура эксплуатации и некоторые механические свойства жаростойких чугунов представлены в таблице I. Хромистые жаростойкие чугуны по содержанию хрома делятся на две группы: низколегированные (ЧХ1, ЧХ2 и 4X3) и высоколегированные (4X, 4X и 4X). Кремнистые жаростойкие чугуны являются среднелегированными, содержат 4,5-6,0 % кремния. Алюминиевые жаростойкие чугуны по содержанию алюминия делятся на три группы: низколегированные (0,6 - 1,5 %), среднелегированные (5,0 - 9,0 %) и высоколегированные (,0 - ,0 %).