Вы здесь

Управление твердофазными структурными превращениями в высокохромистых комплексно-легированных чугунах с целью повышения их свойств


Номер работы - M 54 ДОПУЩЕНА К УЧАСТИЮ

Чабак Ю. Г.

ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет».

 

Цель работы - формирование необходимого микроструктурного состояния высокохромистых чугунов (ВХЧ), содержащих суммарно 3-6 % аустенито-образующих элементов (Mn, Ni, Cu), за счет разработки энергосберегающих технологий термообработки для улучшения комплекса технологических (обрабатываемость резанием) и эксплуатационных (твердость, износостойкость) свойств. Исследована кинетика фазово-структурных превращений первородного, дестабилизированного, остаточного аустенита, впервые построены соответствующие изотермические диаграммы. Впервые выявлен эффект торможения перлитного превращения, вызванный выделением вторичных карбидов при дестабилизирующей термообработке; показана нецелесообразность использования отжига с предварительной дестабилизацией аустенита для смягчения чугунов исследованного химического состава. Получены новые научно обоснованные данные о влиянии выдержки в субкритическом интервале температур на твердость чугунов в литом и закаленном состояниях, на кинетику формообразования карбидов при эвтектоидном превращении и распаде мартенсита.

Впервые показано, что выдержка чугуна с 15 % Cr при 1000-1150 оС сопровождается интенсивным обезуглероживанием поверхности, что выражается в растворении вторичных и эвтектических карбидов. Построена модель распределения химических элементов в аустените в пределах обезуглероженной зоны чугуна, предложен режим закалки изделий из ВХЧ под чистовую мехобработку, обеспечивающий получение обезуглероженного поверхностного слоя с повышенной обрабатываемостью резанием при сохранении высокой твердости основного металла.

Разработаны новые технологические схемы смягчающей термической обработки ВХЧ, включающие высокотемпературную дестабилизацию с последующим охлаждением на воздухе и высоким отпуском (двухступенчатым или термоциклическим). Они обеспечивают получение в ВХЧ оптимальной структуры матрицы («феррит+зернистые карбиды»), снижение твердости менее 40 HRC, повышение на 35 % обрабатываемости резанием при сокращении в 1,5-2 раза продолжительности термообработки по сравнению с известным режимом.

Обоснован выбор параметров закалки чугунных изделий, предварительно подвергнутых смягчающей термической обработке и обработке резанием. Установлено, что в отличие от режима закалки, назначаемого для чугуна в литом состоянии, закалку подобных изделий следует проводить от пониженных на ~50 оС температур с укороченной в 4-5 раз выдержкой, что обеспечивает рост абразивной износостойкости на 25 % вследствие формирования гетерогенной структуры, содержащей метастабильный аустенит. Результаты работы опробованы в производстве на ООО «Южный механо-литейный завод» и внедрены на ОАО «Славтяжмаш». Ожидаемый эффект от экономии электроэнергии при сокращении длительности режима термообработки и повышения производительности мехобработки чугунных изделий составляет 1320 грн. на 1 т литья.

По теме научной работы опубликовано 30 работ (11 статей, 16 тезисов докладов, 3 патента), из них 6 статей – в журналах, которые входят международные НБД (4 статьи – в журналах из НБД SCOPUS (с импакт-фактором), 2 статьи - в журналах из НБД Index Copernicus). Общее количество статей претендента, включенных в НБД SCOPUS – 6.