Science and Transport Progress
Published May 16, 2015 | Version v1
Journal article Open

ВЛИЯНИЕ ЛЕГИРОВАНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРУ ПРЕВРАЩЕНИЯ «ПЕРЛИТ → АУСТЕНИТ» В КОМПЛЕКСНО-ЛЕГИРОВАННЫХ БЕЛЫХ ЧУГУНАХ

Creators

Description

Цель. В структуре износостойких сталей и чугунов не допускается присутствия перлита.  Устранение перлита путем грамотного выбора режима закалки предполагает знание температур критических точек Ас1  и Ас3 для конкретных сталей и чугунов. Целью работы является определение влияния V (от 5 до 10 %) и Cr (от 0 до 9 %) на температурный интервал фазово-структурного перехода «перлит → аустенит» (точки Ас1)  в комплексно-легированных белых V-Cr-Mn-Ni чугунах со сфероидизированными карбидами ванадия.  Методика. Использованы чугуны девяти различных составов,  выплавленные в лабораторных условиях  и подвергнутые модифицирующей обработке Mg-содержащей лигатурой. В работе применены металлогра-фический метод анализа, оптическая дилатометрия, энергодисперсионная спектроскопия. Результаты. Показано,  что в исследованных чугунах критическая точка Ас1 находится в температурном интервале от  710–780 оС (нижняя граница) до 730–850 оС (верхняя граница). Представлены данные по концентрации хрома и ванадия в матрице чугунов, получены регрессионные выражения,  описывающие влияние содержания ванадия и хрома на температурные границы превращения «перлит → аустенит». Научная новизна. Показа-но, что в исследованных чугунах рост содержания хрома приводит к повышению нижней и верхней границ температурного интервала превращения «перлит → аустенит»; ванадий повышает лишь верхнюю границу интервала. Установлено, что влияние хрома на критическую точку Ас1 реализуется благодаря его частичному растворению в металлической матрице (концентрация Сr в аустените достигает 7,0 %). Ванадий,  ввиду его незначительного растворения в матрице (содержание ванадия в твердом растворе не превышает 1,75 %), влияет на критическую точку опосредованно, за счет увеличения концентрации хрома в матрице вследствие более активного связывания углерода в карбиды VС. Практическая значимость. Предложены температурные интервалы нагрева под закалку белых V-Cr-Mn-Ni чугунов со сфероидизированными карбидами ванадия, обеспечивающие получение в структуре чугунов аустенитно-мартенситной матрицы при полном отсутствии перлита в структуре. 

Files

38255-Текст статті-74250-1-10-20150302.pdf

Files (620.0 kB)

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/38255 (URL)

References

  • Vakulenko I.A., Bolshakov V.I. Morfologiya struktury i deformatsionnoye uprochneniye stali [The morphology and structure of work hardening steel]. Dnepropetrovsk, Makovetskiy Publ., 2008. 196 p.
  • Silman G.I., Pamfilov Ya.A., Gryadunov S.S. Vliyaniye struktury belykh khromovanadiyevykh chugunov na ikh iznosostoykost [The effect of structure of white chromium-vanadium cast irons on their wear resistance]. Metallovedeniye i termicheskaya obrabotka metallov – Metal Science and Heat Treatment of Metals, 2007, no. 8, pp. 32-35.
  • Zhukov A.A, Silman G.I., Froltsov M.S. Iznosostoykiye otlivki iz kompleksno-legirovannykh belykh chugunov [Wear resistant foundry out of complex-alloyed white cast irons].Moscow, Mashinostroeniye Publ., 1984. 104 p.
  • Efremenko V.G., Chabak Yu. G., K. Shimidzu. K vyboru tekhnologicheskoy skhemy smyagchayushchey termicheskoy obrabotki vysokokhromistogo chuguna [About the choice of technological mode of softening heat treatment of high chromium cast iron]. Nauka ta prohres transportu. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu − Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport, 2014, no. 2 (50), pp. 103-110.
  • Tsypin I.I. Belyye iznosostoykiye chuguny [Wear resistant white cast irons].Moscow, Metallurgiya Publ., 1983. 176 p.
  • Tsypin I.I. Belyye iznosostoykiye chuguny – evolyutsiya i perespektivy [Wear resistant white cast irons – Evolution and Prospects]. Liteynoye proizvodstvo – Foundry, 2000, no. 9, pp. 15-16.
  • Chabak Yu.G., Efremenko V.G., Stanishevskiy R.R. Strukturnyye izmeneniya v kompleksnolegirovannom belom chugune pri destabiliziruyushchem nagreve [Structural changes in the complex-doped white iron at destabilizing heating]. Visnyk Dnipropetrovskoho natsionalnoho universytetu zaliznychnoho transportu imeni akademika V. Lazariana [Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan], 2009, issue 38, pp. 229-232.
  • Cheylyakh A.P. Ekonomnolegirovannyye metastabilnyye splavy i uprochnyayushchiye tekhnologii [Economic metastable alloys and hardening technology]. Kharkov, NNTs KhFTI Publ., 2003. 212 p.
  • Chaochang W., Hsu H.T., Qian M. Formation of Spheroidal Carbide in Vanadium White Cast Iron by RE Modification. Material Science Technology, 1990, vol. 6, pp. 905-910. – doi: 10.1179/mst.1990.6.9.905
  • De Mello J.D.B., Duran-Charre M., Hamar-Thibualt S. Solidification and solid state transformations during cooling of chromium-molybdenum white cast irons. Metallurgical Transactions A, 1983, vol. 9, no. 14, pp. 793-801. – doi: 10.1007/bf02645549
  • Xinba Y., ShimizuK., Matsumoto H., Kitsudo T., Momono T. Erosive Wear Characteristics of Spheroidal Carbides Cast Iron. Wear, 2008, vol. 264, pp. 247-257. – doi: 10.1016/j.wear.2007.07.002
  • Shimizu K., Naruse T., Xinba Y., Kimura K., Minami K., Matsumoto H. Erosive wear Properties of High V-Cr-Ni Stainless Spheroidal Carbides Cast Iron at High Temperature. Wear, 2009, vol. 267, pp. 104-109. – doi: 10.1016/j.wear.2008.12.086
  • Shimizu K., Naruse T., Xinba Y., Teramachi H., Araya S. Ishida M. High Temperature Erosion Behaviors of High V-Cr-Ni Spheroidal Carbides Cast Iron. Key Engineering Materials, 2011, vol. 457, pp. 255-260. – doi: 10.4028/www.scientific.net/kem.457.255
  • Li D., Liu L., Zhang Yu. Phase diagram calculation of high chromium cast irons and influence of its chemical composition. Materials and Design, 2009, vol. 30, pp. 340-345. – doi: 10.1016/j.matdes.2008.04.061
  • Shigenori N., Tadasi K., Hideto M. Influence of Mg-Treatment Condition on Morphology of Vanadium-Carbide in Stainless Spheroidal Carbide Cast Iron. Journal of Japan Foundry Engineering Society, 2008, vol. 80 (1), pp. 3-7.
  • Yoneta N., ShimizuK., Hara H., Tanaka M., Nawa Y. Wear Characteristics of Spheroidal Carbides Cast Irons in Uniaxial Rotary Glass Shredder. Key Engineering Materials, 2011, vol. 457, pp. 249-254. – doi: 10.4028/www.scientific.net/kem.457.249