Повышение эксплуатационной стойкости отливок из белых легированных чугунов за счет комплексного воздействия на их структуру

• Автор: Петроченко, Елена Васильевна
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 140 с. : ил

1. Состояние вопроса

1.1. Условия эксплуатации и стойкость подбоек 9 шпалоподбивочной машины

1.2. Условия эксплуатации и стойкость прессформ для производства огнеупорного периклазового кирпича

1.3. Износостойкость материалов при абразивном изнашивании

1.3.1. Основные факторы, влияющие на износостойкость

1.3.2. Влияние химического состава на структуру и износостойкость

1.3.3. Влияние структуры сплавов на их износостойкость

1.4. Постановка задачи исследования

2. Материал и методика исследования

2.1. Исследуемые материалы

2.2. Исследование износостойкости, механических свойств и металлографические исследования
2.3. Методики построения математических моделей, оптимизации химических составов сплавов и определения коэффициентов влияния легирующих элементов
3. Исследование особенностей формирования структуры и свойств литых ванадиевых чугунов
3.1. Микроструктура и свойства ванадиевых чугунов в литом состоянии
3.2. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства ванадиевых чугунов
3.3. Исследование структуры, фазового состава и твердости поверхности изнашивания ванадиевых чугунов Выводы
4. Исследование структуры, фазового состава и свойств
комплекснолегированных ванадиевых чугунов.
4.1. Выбор дополнительных легирующих элементов к базовому ком плексу литых ванадиевых чугунов
4.2. Исследование структуры и свойств комплекснолегированных ванадиевых чугунов
Выводы
5. Исследование влияния химического состава на структуру и изно состойкость хромованадиевых чугунов
5.1. Структура, твердость и износостойкость литых хромованадиевых чугунов
5.2. Структура и свойства термически обработанных 1 хромованадиевых чугунов
5.3. Исследование структуры, фазового состава и 9 твердости поверхности изнашивания литых
и термически обработанных чугунов
Выводы
6. Опытнопромышленная апробация выбранных чугунов 4 для изготовления подбоек и оснастки прессформ
6.1. Структура, литейные и механические свойства
выбранных чугунов
6.2. Промышленное опробывание отливок из выбранных
сплавов
Основные выводы
Библиографический список
Приложение
ВВЕДЕНИЕ


Была изготовлена и передана к промышленным испытаниям в цех магнезитодоломитовых огнеупоров ОАО Магнитогорский металлургический комбинат опытнопромышленная партия деталей прессформ пресса фирмы ЛайерсБухер. ГЛАВА 1. Рабочими органами шпалоподбивочных машин, предназначенных для разрыхления грунта при снятии отслужившего железнодорожного полотна, являются подбойки, работающие в условиях интенсивного абразивного изнашивания. Подбойки внедряются в плотно слежавшуюся неоднородную массу грунта, состоящую, в основном, из гравия, гальки и кварцевого песка. Частицы грунта имеют неправильные формы и различную прочность гравий МПа, кварцевый песок 0 МПа 1. В процессе работы изменяются форма и основные параметры подбоек рабочая длина, ширина и толщина, угол заострения. Наибольший износ наблюдается в зоне внедряющейся кромки. На поверхностях граней изношенных подбоек отчетливо видны глубокие царапины, канавки, отдельные вмятины и вырывы со следами пластически деформированного металла. Подбойки изготавливаются из стали ХГС и наплавляются электродом Т0. Стойкость их составляет всего км. Ремонту они не подлежат, поскольку после изнашивания наплавленного слоя основа из стали ХГС изнашивается не равномерно и чрезвычайно быстро. Существующие способы изготовления и упрочнения подбоек не технологичны и дороги, а низкая стойкость подбоек является одной из главных причин, вызывающих простои шпалоподбивочных машин. Учитывая огромную протяженность железных дорог России и необходимость регулярной замены изношенных путей, повышение стойкости подбоек является важной задачей. Огнеупорный периклазовый кирпич используется для футеровки плавильных агрегатов. Формование кирпича из порошкообразных масс проводят на гидравлических прессах при высоких давлениях прессования до 0 МПа 2. Формирование огнеупорного кирпича происходит непосредственно облицовочными деталями прессформ. Специфика работы этих деталей определяется малыми величинами допустимого износа, жесткими требованиями, предъявляемыми к чистоте поверхности, контактирующей с пресспорошком, высокой абразивностью периклазовых пресспорошков. Более прессуемой массы составляет периклаз обожженный магнезит. Периклаз весьма твердый материал твердость по шкале Мооса 5,5 единиц, а микротвердость ГПа, поэтому стойкость оснастки составляет всего суток. В процессе прессования и выталкивания изделий из прессформ частицы периклаза, попадая в зазоры между облицовкой прессформы и прессующими штампами, интенсивно изнашивают боковые поверхности пластин и кромки штампов. Наиболее интенсивный износ пластин происходит на завершающем этапе прессования, т. Максимально допустимая величина износа кромок не превышает 0,5 мм, после чего плиты заменяют вследствие появления дефектов на огнеупорных изделиях нарушение геометрии кирпича. На ММК эксплуатировалась оснастка прессформ из различных материалов импортные пластины фирма ЛайсБухер Германия, пластины из стали 6ХВ2С и пластины из износостойкого хромистого чугуна ИЧХМ2, изготовленные на ММК. Химический состав материала пластин определен на приборе фирмы Берд. Составы пластин фирмы ЛайсБухер близки по составу к стали ХВ по ГОСТ . Микроструктура этой пластины показана на рис. Рис. Структура металлической основы пластин мартенситноаустенитная, карбидная неоднородность соответствует 5 баллу ГОСТ значительно деформированная, местами разорванная сетка карбидов. Твердость пластины составляет НРС. Микротвердость матрицы 7,3 ГПа, карбидов ,8 ГПа. Объем карбидной фазы ,4. Пластины и пуансоны из стали 6ХВ2С подвергают стандартной термической обработке. Микроструктура пластин и пуансонов среднеигольчатый мартенсит рис. НИС. Рис. Твердость пластин из чугуна ИЧХМ2, изготовленных на ММК по ГОСТ , НИС. Микроструктура этих пластин состоит из дендритов бывшего аустенита и сетки хромистой эвтектики. Микроструктура основы крупноигольчатый мартенсит и аустенит рис. Стойкость пластин фирмы ЛайсБухер при прессовании кирпича в раза выше, стойкости пластин изготовленных на ММК, стойкость облицовочных пластин из чугуна ИЧХМ на выше по сравнению с пластинами из стали 6ХВ2С.