В последние годы возрос интерес к повышению прочности чугуна и стали с помощью изотермической закалки для получения двухфазных [1] или многофазных [2] микро- и макронеоднородных структур (аусферрит, бейнит, мартенсит и т.п.), в частности, в отливках. Примером этого являются двухфазные (dual phase) по металлической матрице изотермически закаленные DP-ADI чугуны, структура которых состоит из аусферрита, свободного (проэвтектоидного), пересыщенного углеродом феррита и графита. DP-ADI чугуны обладают большей пластичностью, чем обычные ADI, состоящие из аусферрита и графита [1]. На рис. 1 [3] показаны вертикальные разрезы тройной диаграммы Fe-C-Si параллельно стороне Fe-C при Si=2,0% и Si=3,8%.

Рис. 1. Вертикальные разрезы тройной диаграммы Fe-C-Si параллельно стороне Fe-C при Si=2,0% (а) и Si=3,8% (б) [3]: α – феррит, γ – аустенит, Ж – жидкость, С – углерод (графит); область межкритического интервала температур (МКИТ) окрашена серым цветом.

Температурой закалки из межкритического интервала и с изотермической выдержкой обеспечивается доля (%) в структуре DP-ADI свободного (проэвтектоидного) пересыщенного углеродом феррита и тем самым регулируется твердость DP-ADI. Так, в образцах из работы [1] при доле 18% и 79% такого феррита (остальное – аусферрит и графит) твердость DP-ADI соответственно равнялась 300 и 178 НВ. Двухфазная металлическая матрица DP-ADI может обеспечивать широкий диапазон механических свойств в зависимости от относительного соотношения компонентов проэвтектоидного феррита и аусферрита, тем самым регулируя свойства графитизированных чугунов [1], в т. ч. повышая обрабатываемость чугунных отливок.

Во ФТИМС НАНУ в 2018-19 гг. получены патенты Украины №№ 123731, 131581, 131907, 131968, 133701 137850 (описание их есть на сайте Укрпатента) на способы взаимного дополнения литья и термообработки (ЛТО-процесс), суть которых состоит в извлечении из песчаной формы горячей отливки (из чугуна / стали) в аустенитном состоянии, выдержки ее до требуемой температуры и проведении изотермической закалки, с учетом новых методов [1, 2] получения двух- и многофазных структур с повышенными механическими свойствами.