Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задачи исследования 12
1.1 Классификация хромистых чугунов 12
1.2 Сферы применения хромистых чугунов различных соста-вов 13
1.3 Закономерности формирования первичной структуры хромистых чугунов j
1.4 Методы повышения уровня свойств хромистых чугунов 23
1.4.1 Основные принципы легирования белых чугунов 24
1.4.2 Термическая обработка отливок 29
1.4.3 Модифицирование хромистых чугунов 32
1.4.3.1 Основные принципы модифицирования 32
1.4.3.2 Модифицирование бором 34
1.4.3.3 Модифицирование сурьмой 35
1.4.3.4 Модифицирование титаном 35
1.4.3.5 Модифицирование редкоземельными металла ми и магнием 37
1.4.3.6 Модифицирование кальцием 38
1.4.3.7 Инокулирующее модифицирование 39
1.5 Резюме по литературному обзору и постановка задачи исследования 42
Глава 2. Методики исследований 44
2.1 Объект исследования 44
2.2 Методика проведения плавки 44
2.3 Изготовление образцов 45
2.4 Металлографические исследования 46
2.5 Определение химического состава образцов 47
2.6 Определение предела прочности на изгиб 47
2.7 Определение линейной усадки образцов 48
2.8 Фазовый рентгеноструктурный анализ 49
2.9 Измерение твердости по Роквеллу . 49
2.10 Измерение микротвердости 50
2.11 Термическая обработка образцов 51
2.12 Определение ударной вязкости при нормальной температуре 52
2.13 Математическая обработка результатов исследования 52
Глава 3. Расчет термодинамической оценки возможности образования карбидов хрома Сг7Сз в низкохромистом чугуне (на примере чугуна состава ЧХ5) 55
3.1 Расчет вероятности протекания реакции образования кар бида хрома Сг7Сз в немодифицированном чугуне ЧХ5 56
3.1.1 Расчет вероятности протекания в стандартных услови ях реакции образования карбида хрома СГ7С3 57
3.1.2 Расчет вероятности протекания реакции образования карбида хрома Сг7Сз для реальных условий 5 g
3.2 Расчет вероятности протекания реакции образования кар бида хрома Сг7Сз в чугуне ЧХ5, модифицированном ферро силицием 60
3.2.1 Расчет вероятности протекания реакции образования карбида хрома Сг7Сз в модифицированном ферросилицием чугуне 60
3.2.2 Расчет AG4,T С учетом концентрационных неоднород-ностей в модифицированном расплаве чугуна
3.2.2.1 Расчет при содержании кремния в активной зоне [Si] = 75 % 62
3.2.2.2 Расчет при содержании кремния в активной зоне [Si] = 50 % 63
3.2.2.3 Расчет при содержании кремния в активной зоне [Si] = 30 % 64
3.2.2.4 Расчет при содержании кремния в активной зоне [Si] =20% 65
3.2.3 Выводы по расчету вероятности протекания реакции
образования карбида хрома СГ7С3 в чугуне ЧХ5, модифици рованном ферросилицием 66
Расчет вероятности образования карбида хрома Сг7Сз, тв в чугуне ЧХ5, модифицированном Fe-Si-Mg
3.3.1 Расчет AG4J1 с учетом концентрационных неоднородностей в расплаве чугуна, модифицированного Fe-Si-Mg..
3.3.1.1 Содержание растворяющихся элементов в активной зоне [Si] = 50 %; [Mg] = 6 % fi„
3.3.1.2 Содержание растворяющихся элементов в активной зоне [Si] = 30 %; [Mg] = 3,6 % 70
3.3.1.3 Содержание растворяющихся элементов в активной зоне [Si] = 20 %; [Mg] = 2,4 % 71
3.3.2 Выводы по расчету вероятности образования карбида
хрома Сг7С3) тв в чугуне ЧХ5, модифицированном Fe-Si-Mg.. 72
Выводы по расчету термодинамической оценки возможно
сти образования карбидов хрома Сг7Сз 73
Глава 4. Основные результаты исследований 75
4.1 Влияние модифицирования на структуру и свойства низко хромистого чугуна с 3,5-5 % Сг 75
4.1.1 Изменение химического состава при внепечной обработке 75
4.1.2 Микроструктуры образцов 76
4.1.3 Определение фазового состава методом рентгеност-руктурного анализа 77
4.1.4 Количество карбидной составляющей и определение типов карбидов в структуре образцов 79
4.1.5 Твердость образцов в литом и термообработанном состоянии
4.1.6 Микротвердость перлита в металлической основе 84
4.1.7 Определение предела прочности на изгиб 84
4.1.8 Определение жаростойкости образцов 85
4.1.9 Измерение свободной и затрудненной усадки 86
4.1.10 Расчет коэффициента относительной износостойкости 86
4.2 Влияние модифицирования на структуру и свойства высоко хромистого чугуна с 18-19 % Сг gg
4.2.1 Изменение химического состава при внепечной обработке gg
4.2.2 Микроструктуры образцов, заэвтектические карбиды... 89
4.2.3 Определение объемной доли и других параметров первичных заэвтектических включений (Сг, Fe)7C3 92
4.2.4 Микроструктуры образцов, эвтектические карбиды 97
4.2.5 Определение объемной доли и других параметров первичных эвтектических включений (Cr, Fe)7C3 98
4.2.6 Общее количества заэвтектических и эвтектических карбидов в высокохромистых модифицированных чугунах 103
4.2.7 Результаты механических испытаний 104
4.2.8 Результаты определения усадки модифицированного высокохромистого чугуна J Q5
4.3 Выводы по результатам исследований и расчет .экономического эффекта 10g
Глава 5. Результаты промышленного опробования разработанного способа модифицирования 112
Основные результаты и выводы 120
Список использованных источников
