Science and Transport Progress
Published September 6, 2017 | Version v1
Journal article Open

ВЛИЯНИЕХИМИЧЕСКОГОСОСТАВАЧУГУНАНАМЕЖФАЗНОЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ CR ПОСЛЕОТЖИГАПРИ 690 °С

Authors/Creators

  • 1. Запорожский национальный технический университет, Украина

Description

Цель. В научной работе необходимо установить влияние химического состава Fe–C–Cr–Mn–Ni чугуна на содержание хрома в металлической основе, карбидах, а также коэффициент межфазного распределения хрома после отжига при 690 °С (КРCr690). Методика. Исследовали чугуны, содержащие 1,09–3,91 % С; 11,43–25,57 % Cr; 0,6–5,4 % Mn; 0,19–3,01 % Ni и 0,8–1,2 % Si. Анализ распределения хрома производили с использованием методов математической статистики. Чугун выплавляли в индукционной печи емкостью 60 кг. Результаты. Применение методов активного планирования эксперимента 24-1 позволило установить регрессионные зависимости концентрации хрома в основе и карбидах, а также коэффициент его межфазного распределения от содержания в чугуне С, Cr, Mn и Ni. Хром после отжига преимущественно концентрировался в карбидах. Содержание хрома в основе изменялась от 3,94 % при 3,23 % С, 5,4 % Mn, 11,43 % Cr и 3,01 % Ni – до 17,43 % при 1,09 % С, 0,60 % Mn, 25,57 % Cr и 1,32 % Ni. Минимальное значение коэффициента распределения КРCr690 составило 2,1 в чугуне состава 1,09 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr и 0,19 % Ni, а максимальное – 9,4 при 3,91 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr и 3,01 % Ni. Распределение хрома определялось количеством и типом образующихся карбидов. В процессе отжига состав карбидов формировался в результате конкурирования карбидообразующих элементов и замещения атомов железа и марганца атомами хрома. Научная новизна. Авторами получены регрессионные зависимости содержания хрома в основе, карбидах и коэффициент его межфазного распределения от химического состава Fe–C–Cr–Mn–Ni чугуна после отжига при 690 °С. Практическая значимость. Полученные зависимости позволяют прогнозировать содержание хрома в металлической основе и могут быть использованы при разработке новых составов износостойких чугунов, а также при выборе режимов термической обработки.

Files

109583-Article Text-236027-1-10-20170926.pdf

Files (1.6 MB)

Name Size Download all
md5:8a041ab99fb57364fdce9b71212c8712
1.6 MB Preview Download

Additional details

Related works

Is identical to
Journal article: http://stp.diit.edu.ua/article/view/109583 (URL)

References

  • Vakulenko, I.O. (2010). Strukturnyi analiz v materialoznavstvi. Dnipropetrovsk: Makovetskyi.
  • Kutsova, V. Z., Kovzel, M. A., Kravchenko, A. V., & Zhivotovich, A. V. (2007). Vliyaniye rezhemov termicheskoy obrabotki na raspredeleniye legiryshchekh elementov v vysokokhromistom chugune. Metal Science and Heat Treatment, 3 (2), 33-51.
  • Volchok, I.P., Netrebko, V. V. (2015). Effect of alloying and heat treatment on the distribution of the elements and properties of high chrome cast iron. Scientific bulletin of DSEA, 3 (18Е), 52-59.
  • Alloy cast iron for castings of special properties. Grades, State Standard 7769-82 (1982).
  • Gudremon, E. (1966). Spetsialnyye stali (Vol. 1).Moscow: Metallurgiya.
  • Gulyaev, A. P. (1978). Metallovedeniye.Moscow: Metallurgiya.
  • Kutsova, V. Z., Kovzel, M. A., & Kravchenko, A. V. (2008). Vliyaniye temperatury nagreva na formirovaniye struktury, fazovyy sostav i svoystva vysokokhromistykh chugunov v iskhodnom i termoobrabotannom sostoyanii. Physical Metallurgy and Heat Treatment of Metals, 1, 35-50.
  • Malakhov, A. I., & Zhukov, A. P. (1978). Osnovy metallovedeniya i teorii korrozii.Moscow: Vysshaya shkola.
  • Еfremenko, V. G., Cheiliakh, О. P., Kozarevska, T. V., Shimizu, K., Chabak, Y. G., & Efremenko, О. V. (2014). Phase chemical elements distribution in complex-alloyed white cast iron. Reporter of the Priazovskyi state technical university. Section: Technical sciences, 28, 89-99.
  • Netrebko, V. V. (2016). About the issue of carbides Fe3C and Fe7C3 formation in high-chromium cast irons. Science and Transport Progress, 3 (63), 138-147. doi: 10.15802/stp2016/74736
  • Netrebko, V. V., Volchok, I. P. (2016). Peculiarities of heat treatment of high-chromium cast irons alloyed by Mn and Ni. Innovative materials and technologies in metallurgy and mechanical engineering, 1, 53-57.
  • Silman, G. I. (2005). Diagramma sostoyaniya splavov sistemy Fe-C-Mn i nekotoryye strukturnyye effekty v etoy sisteme. Mezhfaznoye raspredeleniye margantsa. Metal Science and Heat Treatment, 2, 11-15.
  • Kirillov, A. A., Belov, V. D., Rozhko, Y. V., Diadkova, A. Y., & Zueva, I. E. (2007). Strukturno i nestrukturno chuvstvitelnyye svoystva khromistykh chugunov. Stahl und Eisen, 9, 7-13.
  • Chabak, Y. G., Еfremenko, V. G., & Stanishevskiy, R. R. (2011). Structure changes in the complex-alloyed white cast iron during destabilizing heating. Bulletin of Dniproperovsk National University of Railway Transport named after Academician V. Lazaryan, 38, 229-232.
  • Cheylyakh, A. P. (2003). Ekonomnolegirovannye metastabilnyye splavy i uprochnyayushchiye tekhnologii. Kharkov: National Science Center Kharkov Institute of Physics and Technology.
  • Tsypin, I. I. (1983). Belyye iznosostoykiye chuguny. Struktura i svoystva. Moscow: Metallurgiya.
  • Tsypin, I. I. (2000). Belyye iznosostoykiye chuguny – evolyutsiya i perspektivy. Foundry, 9, 15-16.
  • Kopyciński, D., Kawalec, M., Szczęsny, A., Gilewski, R., & Piasny, S. (2013). Analysis of the Structure and Abrasive Wear Resistance of White Cast Iron with Precipitates of Carbides. Archives of Metallurgy and Materials, 58 (3), 973-976. doi: 10.2478/amm-2013-0113
  • Belikov, S., Volchok, I., & Netrebko, V. (2013). Manganese influence on chromium distribution in high-chromium cast iron. Archives of Metallurgy and Materials, 58 (3), 895-897. doi: 10.2478/amm-2013-0095
  • Gierek, A., & Bajka, L. (1976). Zeliwo stopowe jako tworzywo konstrukcyjne.Katowice: Slask Publ.