Розмір шрифту: 

Целью исследований являлась разработка состава смеси для модифицирования и легирования железоуглеродистых сплавов, использование которой при обработке расплавов позволит получить отливки с высоким уровнем ударостойкости и прочности.
В лабораторных условиях при разработке составов смеси исходили из следующего. Для достижения поставленной цели необходимо стабильно получать сплавы с перлитной матрицей, при этом карбидная фаза должна быть представлена пластиночной эвтектикой. Кроме того, для увеличения износостойкости в структуре должно выделяться необходимое количество специальных высокотвердых равномерно распределенных карбидов. Подавление выделения ледебурита и создание условий для образования пластиночной эвтектики достигалось модифицированием расплава лигатурой на базе РЗМ, стабильное получение перлитной матрицы – легированием медью, повышение износо-, ударостойкости и прочности дополнительным легированием ниобием, титаном, хромом и алюминием.
Серией лабораторных исследований было установлено, что для получения необходимого уровня свойств сплав должен содержать, мас. %: углерода 3,0…3,6, кремния 1,2…1,8, марганца 0,5…1,0, хрома 0,3…0,8, титана 0,15…0,30, ниобия 0,3…0,7, алюминия 0,1…0,3, меди 0,2…0,4, РЗМ 0,2…0,3, железо – остальное. Именно получение таких соотношений ниобия, титана, меди, алюминия и РЗМ должна была обеспечить обработка расплава оптимальной смесью из трех компонентов: 1) лигатура на основе редкоземельных элементов марки ФС30РЗМ30; 2) отходы производства сверхпроводников состава, мас. %: титан 25-30, ниобий 25-30, медь 40-50; 3) отходы плавки ниобия состава, мас. %: ниобий 60-70, алюминий 30-40, углерод 0,1-0,5, железо 1,0-1,5.
Дополнительно провели лабораторные исследования: плавку расплавов осуществляли в электрической печи при температуре 1450 + 5 ºС, расплавы выпускали в разливочные ковши с предварительно загруженными исследуемыми смесями (табл. 1) в количестве 2,5% от массы расплава. Затем при температуре 1320…1340 ºС осуществляли заливку литейных форм.

Таблица 1 – Составы исследованных смесей

Из полученных отливок вырезали образцы для проведения металлографического анализа, определения механических и специальных свойств. Ударостойкость испытывали на установке, принцип действия которой основан на свободном падении шара на наковальню с высоты 6,5 м.
Результаты проведенных исследований показали, что применение оптимальной смеси для модифицирования и легирования (см. табл. 1 №№1…4) позволило достичь поставленной комплексной цели. Так, ударостойкость и прочность чугуна, полученного обработкой расплава смесью, содержащей отходы плавки ниобия 18…25%, отходы сверхпроводников 32…40 и лигатуру ФС30РЗМ30 40…50%, повысились в среднем на 22 и 5%, соответственно.