Структура та властивості литої латуні G-CuZn15Si4 після інокуляції її розтопу дисперсним інтерметалідним компонентом FeCr

І. А. Небожак$^{1}$, В. Г. Новицький$^{1}$, Є. М. Дзевін$^{2}$, А. М. Верховлюк$^{1}$

$^{1}$Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 25.01.2024; остаточний варіант - 28.03.2024. Завантажити: PDF

Із застосуванням дисперсно-наповненого моделю, що газифікується, вдалося здійснити інокулювання ливарної латуні марки ЛЦ16К4 інтерметалідом FeCr, відомим у стопах бінарної системи Fe–Cr як $\sigma$-фаза, й одержати тестові виливки. За допомогою рентґеноспектральної мікроаналізи було визначено хемічний склад литих зразків до і після процесу інокулювання матричного розтопу дисперсним інтерметалідом FeCr. Результати рентґеноспектральної мікроаналізи показали, що до складу композитного виливка в межах 1% входять Fe і Cr, які змінюються по висоті литого зразка, у той час коли в хемічному складі контрольного виливка Fe вдвічі менше, а Cr взагалі не виявлено. Металографічна аналіза ливарної латуні марки ЛЦ16К4 після інокулювання уможливила виявити в полі металографічного шліфа включення $\sigma$-фази, що є ознакою мікроструктури нульвимірного литого композиційного матеріялу системи Cu–FeCr, у той час коли мікроструктури контрольного виливка є характерними для ливарної латуні марки ЛЦ16К4. Результати механічних випробувань литих зразків та їх випробувань на зношування в умовах сухого тертя дали змогу дійти висновку, що твердість ливарної латуні марки ЛЦ16К4, яку було визначено за Брінеллєвою шкалою, та її триботехнічні характеристики залежать від висоти обох типів виливків, а на ті ж самі властивості литого зразка після інокулювання дисперсним інтерметалідом FeCr впливають концентрації Fe та Cr. Графічна інтерпретація експериментальних даних показала, що механічні та триботехнічні властивості латунних виливків після процесу інокулювання матричного розтопу $\sigma$-фазою значно перевищують аналогічні характеристики ливарної латуні марки ЛЦ16К4 до інокулювання.

Ключові слова: дисперсно-наповнений газмодель, дисперсний інокулятор, композитний виливок, ЛГМ-процес, ливарна латунь марки ЛЦ16К4, матричний розтоп, триботехнічні властивості.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v46/i05/0385.html

PACS: 61.66.Dk, 62.20.Qp, 64.70.dj, 81.05.Bx


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. A. Pavlov, Penopolistirol [Polistirene Foam] (Moskva: Khimiya: 1973) (in Russian).
  2. V. S. Shulyak, Lit’yo po Gazifitsiruyemym Modelyam [Casting on Gasifying Models] (Saint Petersburg: NPO ‘Professional’: 2007) (in Russian).
  3. O. I. Shinskiy, V. V. Sumenkova, and V. P. Vishniakova, Casting Processes, No. 2: 51 (2002) (in Russian). Crossref
  4. G. F. Balandin, Osnovy Teorii Formirovaniya Otlivki: Formirovanie Makroskopicheskogo Stroyeniya Otlivki [Fundamentals of the Theory of Casting Formation: Formation of the Macroscopic Structure of the Casting] (Moskva: Mashinostroenie: 1979) (in Russian).
  5. I. A. Nebozhak, V. G. Novytskyy, and O. I. Shynsky, Casting Processes, No. 5: 50 (2008) (in Russian).
  6. I. A. Nebozhak, V. V. Sumenkova, I. V. Tkachuk, and O. I. Shynsky, Metal Sci. Treatment Metals, No. 4: 43 (2001) (in Ukrainian).
  7. I. A. Nebozhak and O. V. Derev’yanko, Metal ta Lyttya Ukrayiny, 29, No. 1: 70 (2021) (in Ukrainian).
  8. I. A. Nebozhak, O. V. Derev’yanko, A. M. Verkhovlyuk, D. S. Kanibolots’kyy, and V. H. Novyts’kyy, Metal ta Lyttya Ukrayiny, 31, No. 2: 51 (2023) (in Ukrainian). Crossref
  9. I. A. Nebozhak, V. H. Novyts’kyy, O. V. Derev’yanko, D. S. Kanibolots’kyy, and A. M. Verkhovlyuk, Metal ta Lyttya Ukrayiny, 31, No. 3: 8 (2023) (in Ukrainian). Crossref
  10. V. A. Ozerov, V. S. Shuliak, and G. A. Plotnikov, Lit’yo po Modelyam iz Penopolistirola [Casting from Polystyrene Foam Models] (Moskva: Mashinostroenie: 1969) (in Russian).
  11. Yu. A. Stepanov, Lit’yo po Gazifitsiruyemym Modelyam [Casting Using Gasified Models] (Moskva: Mashinostroenie: 1976) (in Russian).
  12. V. S. Shuliak, S. A. Rybnikov, and K. A. Grigorian, Proizvodstvo Otlivok po Gazifitsiruyemym Modelyam [Production of Castings Using Gasified Models] (Moscow: MGIU: 2001) (in Russian).
  13. Yu. A. Stepanov and V. G. Moskalyov, Casting Processes, No. 7: 1 (1972) (in Russian).
  14. B. M. Yavorskiy and A. A. Detlaf, Spravochnik po Fizike [Physics Handbook] (Moskva: Nauka: 1985) (in Russian).
  15. O. I. Shinskiy and V. S. Shulyak, Lit’yo po gazifitsiruyemym modelyam [Casting on Gasifying Models] (Kiev: Znaniye: 1979) (in Russian).
  16. I. A. Nebozhak, O. V. Derev’yanko, A. M. Verkhovlyuk, and D. S. Kanibolots’kyy, Metal ta Lyttya Ukrayiny, 30, No. 4: 36 (2022) (in Ukrainian). Crossref
  17. D. I. Garkonov, Tribotekhnika [Tribotechnics] (Moskva: Mashinostroenie: 1985) (in Russian).
  18. Koehfitsient Tertya [Friction Coefficient] (Wikipedia: 2023) (in Ukrainian).
  19. M. V. Kindrachuk and E. A. Kul’havyy, Proc. National Aviation University, No. 4: 67 (2005) (in Ukrainian). Crossref
  20. Mekhanichni Vlastyvosti Materialiv [Mechanical Properties of Materials] (Wikipedia: 2023) (in Ukrainian).
  21. M. V. Kindrachuk, E. A. Kul’havyy, D. I. Perro, and V. O. Podlyesnyy, Proc. National Aviation University, 4, No. 4: 32 (2009) (in Ukrainian). Crossref
  22. M. V. Kindrachuk, E. A. Kul’havyy, O. L. Shevchenko, and A. P. Danilov, Proc. National Aviation University, 1, No. 1: 102 (2009) (in Ukrainian). Crossref
  23. Tsvetnoye Lit’yo [Colour Casting] (Ed. N. M. Galdin) (Moskva: Mashinostroenie: 1989) (in Russian).
  24. O. I. Shynsky, L. P. Vyshnyakova, V. N. Plotnikova, and Ye. F. Knyazev, Sposib Vyhotovlennya Modeley iz Polistyrolu [Method for Producing Models from Polystyrene Foam], Patent of Ukraine No. 3493216 (Published 1993) (in Ukrainian).
  25. A. Wittmoser and J. Schade, Verfahren zur Herstellung von Gußstücken unter Verwandung Vergasbaren Modelle, German Patent No. 114482 (in German).
  26. Vlastyvosti Metalevykh Poroshkiv [The Properties of Metal Powders].
  27. O. I. Shynsky, I. O. Shynsky, and Yu. A. Goncharenko, Protypryharne Pokryttya dlya Lyttya za Modelyamy, shcho Hazyfikuyut’sya [Non-Stick Coating for Casting by Gasified Models], Patent of Ukraine No. 58824 (Published 2003) (in Ukrainian).
  28. Masova Chastka Elementa [Mass Fraction of an Element] (Wikipedia: 2023) (in Ukrainian).
  29. M. V. Mal’tsev, Metallografiya Promyshlennykh Tsvetnykh Metallov i Splavov [Metallography of Industrial Colour Metals and Alloys] (Moskva: Metallurgiya: 1970) (in Russian).
  30. L. I. Kuksenova, V. G. Lapteva, A. G. Kolmakov, and L. M. Rybakova, Metody Ispytaniy na Trenie i Iznos [Friction and Wear Test Methods] (Moskva: Intermet Inzhiniring: 2001) (in Russian).
  31. I. V. Kragelskiy, M. N. Dobychin, and V. S. Kombalov, Osnovy Raschyotov na Trenie i Iznos [Basics of Friction and Wear Calculations] (Moskva: Mashinostroenie: 1977) (in Russian).
  32. F. I. Maslennikov, Laboratornyi Praktikum po Metallovedeniyu [Laboratory Workshop on Metal Science] (Moskva: Mashgiz: 1961) (in Russian).
  33. V. P. Gavrilyuk and V. G. Novitskiy, Metodika Opredeleniya Iznosostoykosti Materialov v Usloviyakh Treniya Skol’zheniya na Mashine Treniya M22M [Methodology for Determining the Wear Resistance of Materials under Conditions of Sliding Friction on a Friction Machine M22M] (Kyiv: PTIMA: 2002) (in Russian).
  34. A. P. Gulyayev, Metallovedenie [Metal Science] (Moskva: Metallurgiya: 1977) (in Russian).
  35. Hustyna Zaliza [Density of Iron] (Wikipedia: 2023).
  36. Khrom [Chromium] (Wikipedia: 2023).
  37. Sigma phases.