Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
ЛЕГУВАННЯ БІЛОГО ЧАВУНУ ГАДОЛІНІЄМ
Л.Х. Іванова, О.А. Ніколаєнко

Остання редакція: 2017-07-11

Тези доповіді


Комплексне легування та модифікування чавунів є ефективними способами підвищення механічних й службових властивостей виливків. Щорічно в Україні виробляється біля 1 млн. т виливків, і тільки 5…6% від їх випуску з високоміцних чавунів, що суттєво менше, ніж у світовому випуску таких виливків (30…60%).

Метою роботи було дослідження  впливу гадолінію на мікроструктуру білого валкового чавуну.

Лабораторні плавки проводили в ливарній лабораторії НМетАУ в силітовій печі. Дослідний чавун мав склад, мас.%: C 3,32, Si 0,30, Mn 0,05, P 0,06, S 0,02, Fe решта. Після розплавлення чавуну в печі та перегрівання до температури 1500оС, піч відключали та методом примусового занурення здійснювали обробку розплаву гадолінієм. При досягненні температури металу 1320оС заливали кокільні форми для одержання зразків діаметром 20 і висотою 100 мм. Металографічний аналіз нижньої частини зразків проводили на оптичному металомікроскопі Neophot 21. Шліфи досліджували після травлення.

У вихідному стані після кристалізації у кокільній формі зразок 1 (табл. 1) мав структуру білого доевтектичного чавуну: дендрити аустеніту у кількості 19,4% булі оточені ледебуритною евтектикою. Евтектоїдне перетворення аустеніту проходило з утворенням троститу, мікротвердість Н50 якого дорівнювала 3550 МПа. Рідко зустрічалися ділянки пластинчастого перліту. Перетворення ледебуритного аустеніту частіше проходило з поділенням фаз, цементит нашаровувався на евтектичному.

Кристалізація обробленого гадолінієм чавуну приводила до одержання білого доевтектичного чавуну, дрібні дендрити аустеніту були оточені ледебуритною евтектикою та конгломератною структурою.

Таблиця 1 – Основні результати проведеного дослідження

Номер зразка

Присадка гадолінію, %

Кількість структурних складових, %

Мікротвердість, МПа

Перліт

Карбід

Карбід+

леде-бурит

Леде-бурит

Пер-літ

Кар-бід

Леде-бурит

1

19,4

80,6

3550

7120

2

0,2

33,1

66,9

3640

6640

6760

3

0,4

38,6

61,4

3930

7380

7250

4

0,8

51,7

48,3

3830

7250

7380

5

1,6

82,1

17,9

3400

7390

6

3,2

74,0

26,0

2810

7250

 

Кількість ледебуриту у зразку 2 була максимальною, а у зразку 3 зустрічалися часто ділянки, формування евтектичної структури в яких проходило з поділенням фаз. У зразку 4 ледебуритні колонії зустрічалися ще рідше, а в зразках 5 і 6 кристалізація проходила з повним поділенням евтектичних фаз, тому в цих зразках розміри дендритів аустеніту були крупнішими, ніж у зразках 2 і 3.

У зразках 2, 3, 4 перетворення аустеніту після твердіння проходило з утворенням тонко диференційованого перліту, мікротвердість якого складала 3640, 3930 та 3830 МПа, відповідно.

При подальшому охолодженні після твердіння аустеніт зразків 5 і 6 перетворювався в тростит з мікротвердістю 3400 МПа, в грубо пластинчастий перліт з мікротвердістю 2810 МПа та в ферито-цементитну суміш, за будовою близьку до верхнього бейніту, що виникає при 450…400оС, з мікротвердістю 3510 МПа. Невеликі ділянки аустеніту перетворювалися в мартенсит.

Таким чином, евтектичне перетворення з утворенням пластинчастої ледебуритної евтектики в доевтектичному валковому чавуні при литті у кокільні форми  проходило при присадках гадолінію в межах 1,6…3,2%.

Full Text: PDF