Влияние высокотемпературной обработки расплава на структуру и свойства высокоуглеродистых сплавов железа
Диссертация
Выполненная диссертационная работа посвящена исследованию влияния условий выплавки высокоуглеродистых сплавов железа на процесс кристаллизации, формирование литой структуры и их свойства. На основании проведенных исследований разработаны практические рекомендации по совершенствованию режимов выплавки серого чугуна СЧЗО, белого износостойкого чугуна 270X16МЗ и серого чугуна СЧ18 перед… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
- 1. 1. Особенности фазовых превращений железоуглеродистых и железо-углерод-кремниевых сплавов
- 1. 2. Связь фазовых превращений с износостойкостью белых хромистых чугунов
- 1. 3. Металлические порошки
- 1. 4. Современное состояние производства отливок из чугуна
- 1. 5. Термовременная обработка расплава
- 1. 6. Выводы и постановка задачи
- 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 2. 1. Методики исследования физических свойств жидких сплавов
- 2. 2. Методы изучения процессов кристаллизации
- 2. 3. Методы исследования макро- и микроструктуры сплавов в твердом состоянии
- 2. 3. 1. Металлографические методы исследования
- 2. 3. 2. Автоматический микроанализ
- 2. 3. 3. Система цифровой обработки и анализа изображений «81АМ8 500»
- 2. 3. 4. Метод рентгеноструктурного анализа
- 2. 3. 5. Методика проведения механических испытания
- 2. 3. 6. Испытания на износостойкость
- 2. 4. Выводы
- 3. ИЗУЧЕНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ МЕЖДУ ЖИДКИМ И ТВЕРДЫМ СОСТОЯНИЯМИ СПЛАВОВ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД И ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОД-КРЕМНИЙ
- 3. 1. Изучение температурных зависимостей физических свойств и структуры модельных железо-углерод и железо-углерод-кремнистых сплавов в жидком состоянии
- 3. 2. Изучение влияния состояния расплава на процесс кристаллизации двойного модельного сплава методом дифференциального термического анализа
- 3. 3. Исследование влияния условий выплавки на структуру и свойства образцов в твердом состоянии
- 3. 4. Исследование влияния скорости охлаждения при кристаллизации на фазовые превращения Ре-С и Ре-С-81 — сплавов
- 3. 5. Исследование влияния условий выплавки на структуру железоуглеродистых сплавов
- 3. 6. Модель влияния состояния расплава на процесс формирования литой структуры
- 3. 7. Выводы
- 4. РАЗРАБОТКА ОПТИМАЛЬНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ВЫПЛАВКИ СЕРЫХ И БЕЛЫХ ЧУГУНОВ
- 4. 1. Влияние металлургической наследственности на структуру серого чугуна
- 4. 2. Изучение роли наследственности на вязкость расплава чугуна СЧЗО
- 4. 3. Изучение влияния температуры нагрева расплава и времени выдержки на структуру и свойства образцов экспериментальных плавок
- 4. 4. Влияние условий выплавки на структуру и свойства серого чугуна СЧЗО в литом состоянии
- 4. 5. Изучение влияния высокотемпературной обработки расплава на структуру и свойства промышленных образцов
- 4. 6. Влияние ВТОР на микроструктуру и износостойкость белого хромистого чугуна при абразивном изнашивании
- 4. 7. Выводы
- 5. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЖИМОВ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА СЧ
- ПЕРЕД ДИСПЕРГИРОВАНИЕМ НА СВОЙСТВА ПОРОШКА
- 5. 1. Определение оптимального режима выплавки металлического порошка
- 5. 2. Влияние ВТОР на содержание кислорода в порошке чугуна
- 5. 3. Влияние ВТОР на микроструктуру порошка чугуна СЧ
- 5. 4. Выводы
Список литературы
- Структура и свойства чугуна: Справ.изд. / Под ред. А. В. Черновола, И. Г. Неижко. Киев, 1989. — 91 с.
- Гуляев А.П. Металловедение. Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1986. — 544 с.
- Бунин К.П., Иванцов Г. И. Структура чугуна. Киев- М.: Машиз, 1952.- 161 с.
- Чугун: Справ.изд. / Под ред. А. Д. Шермана, А. А. Жукова. М.: Металлургия, 1991. — 576 с.
- Шевчук Л.А. Структура и свойства чугуна. Минск: Наука и техника, 1978. — 216 с.
- Бунин К.П., Малиночка Я. Н., Таран Ю. Н. Основы металлографии чугуна. М.: Металлургия, 1969. — 416 с.
- Цыпин И.И. Белые износостойкие чугуны. Структура и свойства. -М.: Металлургия, 1988. 256 с.
- Металловедение и термическая обработка стали. Справочник. / Под ред. М. Л. Бернштейна и А. Г. Рахштадта. Москва, 1961. — Т. 1. — 748 с.
- Емелюшин А.Н. Разработка нового класса ледебуритных сплавов для инструментов, обрабатывающих неметаллические материалы в условиях умеренного нагрева режущей кромки: Дис. на соиск. учен, степени д-ра техн. наук. Магнитогорск, 2000. — 280 с.
- Ю.Затуловский С .С., Мудрук Л. А. Получение и применение металлической дроби. М.: Металлургия, 1988. — 183 с.
- Жорняк А.Ф. Металлические порошки. М.: Металлургия, 1981.-88 с.
- Кузнецов Б.Л. Введение в литейное металловедение чугуна. М.: Машиностроение, 1995. — 168 с.
- Дибров И.А., Комиссаров В. А., Жевтунов П. П. Свойства расплавленных металлов. М.: Наука, 1974, — 270 с.
- Гиршович Н.Г. Чугунное литье. Д.- М: Металлургиздат, 1949.708 с.
- Пивоварский Е. Высококачественный чугун / Пер. с немецкого. -М.: Металлургия, 1965. Т. I, И. — 650 с.
- Самарин A.M. О свойствах жидкой стали // Литейные свойства сплавов. 4.1. Киев: ИПЛ АН УССР, 1968.
- Иванов Д.П. О природе пластинчатого графита в чугуне // Литейное производство. 1954. — № 3.
- Ващенко К.И., Сумцов В. Ф., Немировский Р. Г. Вероятные причины образования графита шаровидной формы в чугуне // Получение, свойства и применение чугуна с шаровидным графитом. Киев, 1971.
- Богачев И.Н. Металлография чугуна. Свердловск: ГНТИ, 1962. -392 с.
- Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. -М.- Л.: Машиностроение, 1966. 562 с.
- Шумихин B.C. Поведение углерода в расплаве чугуна // Литейное производство. 1979. — № 5.
- Баум Б.А., Хасин Г. А., Тягунов Г. В. Жидкая сталь. М.: .Металлургия, 1984, — 208 с.
- Термовременная обработка жидких сплавов и стали / Б. А. Баум, Г. В. Тягу нов и др. // Сталь. 1996. — № 6. — С. 16.
- Сон Л.Д., Русаков Г. М. Модель фазового перехода в расплаве // Расплавы. 1995. — № 5. — С.90−95.
- Ивахненко И.С. Особенности строения металлических расплавов // Изв.вузов. Черная металлургия. 1985. — № 5.
- Термодинамический анализ одной из причин металлургической наследственности / П. С. Попель, Б. А. Баум и др. // Изв. АН СССР. Металлы.- 1986. № 5. — С.47−51.
- Распопова Г. А. Влияние условий термовременной обработки расплава на структурообразование стали XI2 и Р6М5: Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Свердловск, 1981.- 184 с.
- Борисов Г. П. Наследственность теплосилового воздействия на расплав в области квазидвухфазного состояния // Литейное производство. -1991. № 4. — С.6−8.
- Шабанова И.Н., Холзаков A.B. Формирование поверхностных слоев расплавов чугуна Fe-Si-Al-C // Расплавы. 1994. — № 6.
- Шабанова И.Н., Холзаков A.B. Скачкообразное изменение ближнего окружения атомов в аморфных и жидких сплавах d-металлов // Расплавы. 1996. — № 3. — С.75−81.
- Хакимов О.П. Влияние состояния расплава на формирование структуры и свойства литых сплавов на основе железа и алюминия: Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. Екатеринбург, 1994. — 148 с.
- Филиппов К.С. Исследование состояния кластеров в металлических расплавах с использованием равновесия свободной энергии между поверхностью и объемом // Известия вузов. Черная металлургия. 1998. — № 5. — С.З.
- Гаврилин И.В. Формирование структуры чугуна при плавлении и кристаллизации // Литейное производство. 1998. — № 6 — С. 6.
- Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов.- Владимир, 2000. 260 с.
- Залкин В.М. Некоторые аспекты теории эвтектических сплавов в свете новых экспериментальных данных // МиТОМ. 1993. — № 11. — С.2−8.
- Павлов В.В. Необходимое изменение молекулярной модели жидкости и ее «квазиктисталлические свойства» // Расплавы. 1995. — № 4. — С.88.
- Ладьянов В.И., Новохатский И. А., Кузьминых Е. В. Термодинамический метод оценки степени микронеоднородности жидких металлов // Известия РАН. Металлы. 1997. — № 1. — С.17.
- Ладьянов В.И., Логунов C.B., Кузьминых Е. В. О вязкости микронеоднородных жидких металлов // Известия РАН. Металлы. 1997. -№ 4. — С.22.
- Жукова Л.А. Строение металлических жидкостей: Учебное пособие. Екатеринбург: ГОУ УГТУ-УПИ, 2002, — 61 с.
- Марочник сталей и сплавов / Под редю В. Г. Сорокина. М.: Машиностроение, 1989. — 638 с.
- Металлографическое исследование влияния обработки расплава передельного чугуна на его поведение при термической обработке / В. К. Афанасьев, М. В. Чибряков // Известия вузов. Черная металлургия. -2000. № 6. — С.42−44.
- Николаев Б.В. Совершенствование технологии выплавки жаропрочных сплавов на основе исследования их удельного электросопротивления: Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. -Екатеринбург, 1992. 123 с.
- Влияние подготовки расплава к распылению на структуру и свойства порошка стали 10Р6М5 и компактного материала / С. А. Плеханов, Б. А. Баум, Г. В. Тягунов и др. // Сталь. 1987. — № 6. — С.87−89.
- The melting process // Casting world. -1 3. P. 12−13.
- Kaniski D.R. An Update on U.S.Ductile Iron Practicles // Modern Casting. 1984. — I, v.74,1 1. — P.25−27.
- Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. М.: Госгортехтеориздат, 1955. — 208 с.
- Установка для измерения кинематической вязкости металлических расплавов / Г. В. Тягунов, В. С. Цепелев, М. Н. Кушнир и др. // Заводская лаборатория. 1980. — С.919−920.
- Уэндландт У. Термические методы анализа / Пер. с англ. под ред. В. А. Степанова, В. А. Бернштейна.- М.: Мир, 1978, 526 с.
- Шестак Я. Теория термического анализа: Физ.-хим. свойства твердых неорганических веществ / Пер. с англ. Под ред. И. В. Архангельского и др. М.: Мир, 1987. — 455 с.
- Топор Н.Д., Огородова Л. П., Мельчакова Л. В. Термический анализ минералов и неорганических соединений. М.: Изд-во Моек ун-та., 1987. — 190 с.
- Беккерт Н., Клемм X. Справочник по металлографическому травлению. М.: Металлургия, 1979. — 336 с.
- Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. М.: Металлургия, 1970. — 375 с.
- Вейнберг Ф.А. Приборы и методы физического металловедения. М.: Мир, 1973.-331 с.
- ГОСТ 8.207−76. Прямые методы измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов измерений. М.: Издательство стандартов, 1981. — 10 с.
- ГОСТ 8.011−72. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений. М.: Издательство стандартов, 1972. — 5 с.
- ГОСТ 16 263–70. Метрология. Термины и определения. М.: Издательство стандартов, 1982. — 53 с.
- Горелик С.С., Расторгуев Л. Н., Скаков Ю. А. Рентгенографический и электроннооптический анализ. Учебное пособие для вузов. М.: «МИСИС», 1994. — 328 с.
- Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / Я. С. Уманский, Ю. А. Скаков и др. М.: Металлургия, 1982. — 632 с.
- Скаков Ю.А. Металловедение и термическая обработка стали. -Т.1., кн.1.: Справочник / Под. ред. М. Л. Бернштейна и А. Г. Рахштадта. М.: Металлургия, 1991. — С. 183−275.
- Глазов В.М., Вигдорович В. Н. Микротвердость металлов и полупроводников. М.: Металлургия, 1969. — 248 с.
- ГОСТ 6456–82. Шкурка шлифовальная бумажная. Технические условия / Шкурка шлифовальная. Взамен ГОСТ 6456–75- Введен с 01.01.83. — М.: Издательство стандартов, 1982. — С.12−24.
- Гроховский В.И. Возможности цифровой микроскопии в металлографии // Цифровая микроскопия. Материалы школы-семинара. -Екатеринбург, 2001. 4.1. — С. 18−20.
- Яковлев Ю.Р. Компьютерные системы анализа изображений в металлографических лабораториях: проблематика эффективности // Цифровая микроскопия. Материалы школы-семинара. Екатеринбург, 2001.-4.1.-С.3−17.
- Методы повышения качества изображений и выделения деталей структуры / М. С. Петров, Р. М. Кадушников и др. // Цифровая микроскопия. Материалы школы-семинара. Екатеринбург, 2001. — 4.1. — С.65−70.
- Алиевский Д.М., Алиевский В. М., Кадушников P.M. Алгоритмы скелетизации линейных структур // Цифровая микроскопия. Материалы школы-семинара. Екатеринбург, 2002. — С.8−13.
- Автоматизированные методы анализа включений графита в чугуне / Р. М. Кадушников, В. И. Гроховский и др. // Цифровая микроскопия. Материалы школы-семинара. Екатеринбург, 2001. — 4.1. — С.42−50.
- Опыт использования комплекса SIAMS в исследовательской лаборатории МГУ / Харитонов В. А., Копцева Н. В. и др. // Цифроваямикроскопия. Материалы школы-семинара. Екатеринбург, 2001. — 4.1. -С.79−82.
- ГОСТ 3443–87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. М.: Издательство стандартов, 1987. — 14 с.
- Зависимость процесса кристаллизации и структуры железоуглеродистого сплава от условий кристаллизации / Л. Г. Савина, Е. Е. Барышев и др. // Физические свойства металлов и сплавов: Сборник статей. Екатеринбург. — 1999. — С. 123−127.
- Влияние высокотемпературной обработки на процесс затвердевания модельного Fe-C-Si сплава / Л. Г. Савина, Б. А. Баум и др. // Электрометаллургия. — 2000. — № 1. — С.38−40.
- Термодинамика и физическая кинетика структурообразования в стали и чугуне / Под ред. М. А. Криштала. Приокское книжное издательство, 1967. — 298 с.
- Состояние многокомпонентной металлической системы после фазового перехода кристалл-жидкость / Баум Б. А., Тягунов Г. В., Барышев Е. Е. и др. // Расплавы. 1999. — № 5. С.32−43.
- Машиностроение. Энциклопедия. Том II-2: Стали и чугуны / Г. Г. Мухин, А. И. Беляков, Н. Н. Александров и др.- Под общ. ред. О. А. Банных и Н. Н. Александрова. М.: Машиностроение, 2000. — 784 с.
- Ближний порядок жидких сплавов железа с углеродом / Базин Ю. А., Клименков Е. А. и др. // Укр. физ. журнал, 1979. Т.24. — № 7. -С.1052−1055.
- Веселова С.И., Зубко A.M., Спектор Е. З. Рентгенографическое исследование строения жидких сплавов системы Fe-C // Проблемы металловедения. Сборник трудов. М.: Металлургия, 1973. — С.271.
- Майборода В.П., Шпак А. П., Куницкий Ю. А. Структурные аспекты теории плавления и затвердевания. Киев: Академкнига, 2002. -124 с.
- Установка для рентгеноструктурного анализа высокотемпературных металлических расплавов / Клименков Е. А., Патрушев В. Н., Базин Ю. А. и др. // Физические свойства металлов и сплавов. Свердловск: изд. УрГУ, 1976. — С. 113−116.
- Курбатов В.Н. Влияние температуры на структуру ближнего порядка и кинематическую вязкость свинца и сплавов системы железо-углерод в жидком состоянии: Дис. на соиск. уч. степ. канд. физ.-мат.наук: 01.04.14. Екатеринбург, 1999.- 138 с.
- Романова A.B. Структура реальных кристаллов. Киев: Наукова думка, 1988. — С.210−223.
- О роли кластеров при кристаллизации металлов / Е. Е. Барышев, Л. Г. Савина, Б. А. Баум и др. // Физические свойства металлов и сплавов. Сборник статей. Екатеринбург. — 2002. — С. 172−178.
- Оно А. Затвердевание металлов / Пер. с англ. М.: Металлургия, 1980.- 152 с.
- Таран Ю.Н., Мазур В. И. Структура эвтектических сплавов. М.: Металлургия, 1978. — 312 с.
- Чалмерс Б. Теория затвердевания / Пер. с англ.- Под ред. М. В. Приданцева. М.: Металлургия, 1968. — 288 с.
- Попель С.И., Сотников А. И., Бороненков В. Н. Теория металлургических процессов. М.: Металлургия, 1986. — 463 с.
- Плотность и поверхностное натяжение сплавов железа с углеродом вблизи эвтектического состава / Зайцева H.A., Баум Б. А., Цепелев B.C. и др. // Расплавы. 1997. — № 1. — С.20−27.
- Савельев К.Д. Термодинамическое моделирование многокомпонентных литейных сплавов на основе Fe-C // Автореф. Дисс. канд. техн. наук. С-Петербург, 2001.
- Гольдштейн М.И., Грачев C.B., Векслер Ю. Г. Специальные стали. М.: Металлургия, 1985. — 408 с.
- Шмакова К.Ю. Исследование вязкости жидких аморфизующихся сплавов с целью разработки рекомендаций по улучшению качества металлопродукции: Дис. на соиск. уч. степ, канд.тех. наук: 05.16.02. -Екатеринбург, 2000. 165 с.
- Оптимизация структуры чугуна за счет термовременной обработки расплава / Л. Г. Савина, Б. А. Баум и др. // Известия вузов. Черная металлургия. 1999. — № 6. — С.51−52.
- Влияние условий выплавки на процесс кристаллизации и структуру серого чугуна / Л. Г. Савина, Е. Е. Барышев и др. // Физические свойства металлов и сплавов: Сборник статей. Екатеринбург. — 2001. -С.175−180.
- Попова Л.Е., Попов А. А. Диаграммы превращения аустенита в сталях и бета-раствора в сплавах титана: Справочник термиста. М.: Металлургия, 1991. — 503 с.
- Оптимизация режимов электроплавки серого чугуна / Савина Л. Г., Тягунов Г. В. и др. // Электрометаллургия. 1999. — № 3. — С. 25−27.
- Гарбер М.Е. Отливки из белых износостойких чугунов. М.: Машиностроение, 1972. — 112 с.
- Хрущев М.М., Бабичев М. А. Абразивное изнашивание. М.: Наука, 1970.-252 с.
- Критерии стойкости стали при абразивном и ударно-абразивном изнашивании / В. Н. Виноградов, Л. С. Лившиц, С. М. Левин и др. // Трение и износ. 1988. — Т.9. — № 2. — С.207−211.
- Виноградов В.Н., Сорокин Г. М. Износостойкость сталей и сплавов. М.: Нефть и газ, 1994. — 417 с.
- Мирзаева Н.М., Емелюшин А. Н., Мирзаев Д. А. Влияние ориентировки и дисперсности карбидов на износостойкость литого инструмента из хромистых чугунов. Изв. Вузов. — 4.1. — 1983. — № 4. -С.72−75.
- Филиппов М.А., Лхагвадорж П., Плотников Г. Н. Структурные факторы повышения износостойкости белого хромистого чугуна. Металловедение и термическая обработка металлов. 2000, № 11. — С. 1013.
- Коршунов Л.Г. Изнашивание металлов при трении // Металловедение и термическая обработка стали / Под ред. М. Л. Бернштейна и А. Г. Рахштадта. М.: Металлургия. — 1991. — Т.1, кн.2. -С. 387−413.
- Кулак А.Д., Пикож А. П., Дорогой A.A. Влияние способаполучения порошков быстрорежущих сталей на скорость их охлаждения //
- Порошковая Металлургия. 1987. — № 4. — С.6−11.
- Ничипоренко О.С., Найда Ю. И., Медведовский А. Б. Распыленные металлические порошки. Киев: Наукова думка, 1980. — 240 с.
- Влияние подготовки расплава к распылению на характеристики жидкой и твердой стали Р6М5 / С. А. Плеханов, Е. Е. Барышев, В. С. Мебель и др. // Сталь. 1986. — № 5. — С.88−91.
- Металлические расплавы в прогрессивных технологиях / Б. А. Баум, Г. В. Тягунов, Е. Е. Третьякова и др. // Расплавы. 1991. — № 3. -С.16−32.
- Муравьева Е.Л., Филатова С. Ю., Барышев Е. Е. Исследование закономерностей диспергирования титаномедистого чугуна азотом // Известия РАН. Металлы. 1993. — № 3. — С.21−24.
- Определение содержания и формы существования кислорода и азота в металлах на новом анализаторе ОЫ-та1 822 / Е. Е. Третьякова, Г. В. Тягунов и др. // Заводская лаборатория. 1991. -№ 11.- С.5−7.
- Особенности выделения кислорода из порошков железоуглеродистых сплавов / Н. А. Зайцева, Е. Е. Барышев, Л. Г. Савина и др. // Физические свойства металлов и сплавов: Сборник статей. -Екатеринбург. 1999. — С.128−131.
- Силаев А.Ф., Фишман Б. Д. Диспергирование жидких металлов и сплавов. М.: Металлургия, 1983. 144 с.
- Савина Л.Г., Муравьева Е. Л., Барышев Е. Е. Влияние высокотемпературной обработки расплава на гранулометрический состав и структуру порошка чугуна марки СЧ18 // Известия вузов. Черная металлургия. 1997. — № 8. — С.60.