Твердофазные превращения в металлической матрице высокохромистого чугуна в субкритическом интервале температур

Ю. Г. Чабак

Государственное высшее учебное заведение «Приазовский государственный технический университет», ул. Университетская, 7, 87500 Мариуполь, Украина

Получена: 16.06.2015; окончательный вариант - 28.09.2015. Скачать: PDF

В статье представлены результаты изучения кинетики фазово-структурных изменений в литом высокохромистом чугуне в ходе выдержки в субкритическом интервале температур (350—700°C). Исследован чугун состава: 2,70% С, 2,20% Mn, 0,55% Si, 14,55% Cr, 0,93% Ni, 0,39% Мо, 0,38% V, 0,11% Ti. С применением микроструктурного метода построена С-диаграмма распада первородного (литого) аустенита в чугуне. Установлено, что в пределах выдержки до 25 ч превращение аустенита протекает лишь в области температур 550—700°C с образованием эвтектоида, состоящего из феррита и карбидов цементитного типа волокнистой или пластинчатой формы. Кинетический максимум превращения соответствует 650°C; инкубационный период при этой температуре составляет 5 мин; завершение превращения фиксируется после выдержки 8 ч. Образование эвтектоида при 700°C сопровождается выделением из аустенита вторичных карбидов. Повторная выдержка чугуна с эвтектоидной матрицей при 650—700°C в течение до 25 ч сопровождается полной сфероидизацией и коагуляцией эвтектоидных включений, что приводит к формированию ферритной матрицы с зернистыми карбидами средним диаметром 0,23—0,28 мкм. В процессе повторной выдержки изменение типа карбидов непроисходит. Энергия активации формоизменения карбидных частиц составляет 73,1 кДж/моль, что указывает на контролирующую роль диффузии углерода в феррите в процессах сфероидизации и коагуляции эвтектоидных карбидов. В результате двойной выдержки в области субкритических температур твёрдость чугуна снижается до 38—41 HRC, что обеспечивает чугуну удовлетворительную обрабатываемость резанием.

Ключевые слова: чугун, аустенит, эвтектоидные карбиды, сфероидизация, твёрдость.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v37/i10/1349.html

PACS: 61.72.Qq, 62.20.fk, 62.20.Qp, 64.75.Op, 81.30.Mh, 81.40.Cd, 81.40.Ef


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. A. Studnicki, J. Kilarski, M. Przybył, J. Suchoń, and D. Bartocha, J. Achivements in Materials and Manufacturing Engineering, 16: 63 (2006).
  2. Y. P. Wang, D. Y. Li, L. Parent, and H. Tian, Wear, 301, Nos. 1–2: 390 (2013). Crossref
  3. И. И. Цыпин, Белые износостойкие чугуны (Москва: Металлургия: 1983).
  4. Y. Hong-Shan, J. Wang, B.-L. Shen, H.-H. Liu, S.-J. Gao, and S.-J. Huang, Wear, 261, No. 10: 1150 (2006). Crossref
  5. J. Wang, C. Li, H. Liu, H. Yang, B. Shen, Sh. Gao, and S. Huang, Materials Characterization, 56, No. 1: 73 (2006). Crossref
  6. H. Liu, J. Wang, B. Shen, H. Yang, Sh. Gao, and S. Huang, J. University of Science and Technology Beijing: Mineral, Metallurgy, Material, 14, No. 3: 231 (2007).
  7. Ю. Г. Чабак, В. Г. Ефременко, Металлофиз. новейшие технол., 34, № 9: 1205 (2012).
  8. D. Kmetic, F. Mlakar, and V. Tucic, Železarski Zbornik, 21, No. 4: 151 (1987).
  9. V. G. Efremenko, Yu. G. Chabak, and M. N. Brykov, J. Materials Engineering and Performance, 22, No. 5: 1378 (2012). Crossref
  10. V. V. Parusov, I. I. Dolzhenkov, L. V. Podobedov, and I. A. Vakulenko, Izvestiya Akademii Nauk SSSR. Metally, No. 5: 159 (1980).
  11. А. А. Рауба, Г. В. Бычков, Литейное производство, № 7: 33 (1985).
  12. R. J. Dawson, Abrasion Resistant Machinable White Cast Iron, Patent of USA No. 4395284, C22C 3856 (Published July 26, 1983).
  13. P. Amorim, H. Santos, and J. Santos, Materials Science Forum, 455–456: 290 (2004). Crossref
  14. Ю. Г. Чабак, Строительство, материаловедение, машиностроение, вып. 65: 188 (2013).
  15. К. С. Радченко, М. М. Ямшинський, Г. Є. Федоров, Є. О. Платонов, Вісник Донбаської державної машинобудівної академії, 32, № 1: 218 (2014).
  16. V. G. Efremenko, K. Shimizu, and Yu. G. Chabak, Metallurgical and Materials Transactions A, 44: 5434 (2013). Crossref
  17. В. Г. Ефременко, К. Шимидзу, Ю. Г. Чабак, А. В. Джеренова, Б. В. Ефременко, Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту, 50, № 2: 103 (2014).
  18. S. Inthidech, P. Sricharoenchai, and Y. Matsubara, International Journal of Cast Metals Research, 25, No. 5: 257 (2012). Crossref
  19. А. Ю. Куцов, М. А. Ковзель, Металознавство та обробка металів, № 1: 59 (2003).
  20. V. G. Efremenko, K. Shimizu, A. P. Cheiliakh, T. V. Kozarevskaya, K. Kusumoto, and K. Yamamoto, Int. J. Miner. Metall. Mater., 21: 1096 (2014). Crossref
  21. G. Laird and G. L. F. Powell, Metallurgical and Materials Transactions A, 24, No. 4: 981 (1993). Crossref
  22. A. E. Karantzalis, A. Lekatou, and H. Mavros, J. Materials Engineering and Perfomance, 2, No. 18: 174 (2009). Crossref
  23. И. Е. Долженков, И. И. Долженков, Сфероидизация карбидов в стали (Москва: Металлургия: 1985).
  24. К. П. Бунин, Я. Н. Малиночка, Ю. Н. Таран, Основы металлографии чугуна (Москва: Металлургия: 1969).
  25. A. W. Batchelor L. N. Lam, and M. Chandrasekaran, Materials Degradation and Its Control by Surface Engineering (London: Imperial College Press: 2011).