Вплив армування на мікроструктуру виливків з исоковуглецевої криці

Є. Г. Афтанділянц, В. А. Слюсарев, Ю. Г. Квасницька, І. А. Шалєвська, П. Б. Калюжний, В. І. Вейс, Т. В. Степанова, Ж. В. Пархомчук

Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 34/1, 03142 Київ, Україна

Отримано: 17.07.2025; остаточний варіант - 15.10.2025. Завантажити: PDF

В статті описано результати дослідження впливу армування на мікроструктуру виливків з високовуглецевої криці. Як армувальні елементи використовували пластини товщиною у 0,5, 1,0, 1,5, 3 мм. Імплантацію армувальних вставок у виливки виконували шляхом введення їх у попередньо підготовлену порожнину в пінополістироловий модель, що встановлювався у ливарну форму та заливався рідкою високовуглецевою крицею. За результатом дослідження меж поділу між вставками та матричним стопом встановлено, що є як бездефектні, так і дефектні місця контактів у вигляді зазорів, в яких максимальна висота зазору може бути понад 100 мкм. Встановлено кореляцію між температурою нагрівання вставок і довжиною зони контакту із зазором і визначено кількісну закономірність впливу товщини вставок на протяжність зазору в зоні контакту «армувальний елемент−матриця» та запропоновано механізм впливу. Показано вплив товщини вставок на мінімальну, максимальну та середню площу зерен перліту та розподіл їх у матриці виливків. Встановлено аналітичні залежності впливу товщини вставок і довжини зазору на середню площу зерен перліту мікроструктури виливків біля поверхні вставок і на віддалі 20 мм від них. Визначено, що мінімальне значення середньої площі зерна перліту біля поверхні вставок сягає 170,4 мкм2 за товщини вставки у 2,2 мм і 148,2 мкм2 на віддалі у 20 мм за товщини вставки у 2,0 мм, що в 6 і 14 разів відповідно менше, ніж у виливках без вставок. За результатами дослідження встановлено, що найбільш ефективний вплив армувальних вставок на дисперґування перлітної структури спостерігається за їхньої товщині від 2,0 до 2,2 мм і довжині зазору на межі поділу «вставка−матриця» від 62 до 72%.

Ключові слова: криця, армування, структура, виливок, перліт, тверднення.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v48/i02/0153.html

PACS: 61.43.Gt, 61.72.Mm, 64.70.dg, 68.35.Ct, 81.05.Bx, 81.05.Ni, 81.30.Fb


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. A. Efimov and A. S. Eldarkhanov, Tekhnologii Sovremennoi Metallurgii [Technologies of Modern Metallurgy] (Moskva: Novyye Tekhnologii: 2004), p. 784 (in Russian).
  2. A. A. Shmykov, Spravochnik Termista [Heat Treater’s Handbook] (Mashgiz: 1956), p. 332 (in Russian).
  3. N. I. Nikitenko, V. M. Parshin, and S. D. Postil, Kristallizatsiya Nepreryvnogo Slitka pri Nalichii Kholodilnika [Crystallization of a Continuous Casting in the Presence of a Cooler]. In: Sovershenstvovanie Protsessov Nepreryvnoy Razlivki Stali (IFTI AN USSR: 1985), p. 203 (in Russian).
  4. F. M. Kotlyarskii, Protsessy Litya, 3: 79 (1991).
  5. D. M. Belenky and A. G. Vernidub, Protsessy Litya, 2: 28 (1992).
  6. O. V. Nosochenko, A. G. Bogachenko, and A. S. Pliskalovskiy, Povyshenie Kachestva Stal’nykh Slitkov [Improvement of Steel Ingot Quality] (IFTI AN USSR: 1988), p. 89 (in Russian).
  7. V. A. Efimov, G. A. Anisovich, and V. N. Babich, Spetsial’nyye Sposoby Litya: Spravochnik [Special Casting Methods: Handbook] (Moskva: Mashinostroenie: 1991), p. 436 (in Russian).
  8. L. A. Dan, Vestnik Priazovskogo Gosudarstvennogo Tekhnicheskogo Universiteta, 8: 41 (1999).
  9. P. Kaliuzhnyi, I. Shalevska, and V. Sliusarev, Archives of Metallurgy and Materials, 68: 1369 (2023).
  10. E. L. Shvedkov, Ehlementarnaya Matematicheskaya Statistika v Ehksperimental’nykh Zadachakh Materialovedeniya [Elementary Mathematical Statistics in Experimental Tasks of Materials Science] (Kiev: Naukova Dumka: 1975), p. 111 (in Russian).
  11. B. B. Gulyayev, Teoriya Liteinykh Protsessov [Theory of Casting Processes] (Moskva: Mashinostroenie: 1976), p. 216 (in Russian).