Введение
1. Процессы формирования структуры в конструкционных чугунах 16
1.1. Серые чугуны с пластинчатой формой графита (СЧПГ) 16
1.1.1. Механизмы зарождения и роста пластинчатого графита 16
1.1.2. Влияния химического состава чугуна на зарождение и рост пластинчатого графита, технологические методы управления формированием оптимальной структуры СЧПГ 17
1.1.3. Микролегирование как метод управления свойствами СЧПГ через изменение их структурного состояния 28
1.2. Высокопрочные чугуны с шаровидной формой графита (ВЧШГ) 49
1.2.1. Факторы, определяющие зарождение и рост шаровидной формы графита 49
1.2.2. Технологические методы управления формированием шаровидной формы графита в чугуне 55
1.2.3. Микролегирование как метод управления свойствами ВЧШГ через изменение их структурного состояния 76
1.3. Модифицирование и микролегирование чугунов с вермикулярной формой графита (ЧВГ) 84
1.4. Постановка задач исследования 95
2. Применяемое экспериментальное и аналитическое оборудование, методическое обеспечение и опытные образцы 98
3. Разработка новых технологий ковшевого модифицирования чугуна с компактными формами графита (ВЧШГ и ЧВГ) с заданными структурой и комплексом свойств 103
3.1. Структурообразование в ВЧШГ, обработанном «тяжёлыми» лигатурами на никелевой и медной основах 108
3.2. Совершенствование и оптимизация технологий получения ВЧШГ и ЧВГ с использованием «лёгких» лигатур 124
3.2.1. Оптимизация технологии получения ВЧШГ в мелкосерийном производстве 124
3.2.2. Разработка промышленных технологий получения ВЧШГ и ЧВГ с оптимальной структурой 136
3.3. Выводы 153
4. Влияние технологии внутриформенного модифицирования ВЧШГ и ЧВГ на получение стабильного структурного состояния 156
4.1. Исследование влияния лантана в магниевом модификаторе на формирование шаровидного графита заданной морфологии 156
4.2. Подбор оптимального соотношения магния и РЗМ для получения отливок из ЧВГ со стабилизированной структурой матрицы 165
4.3. Разработка технологической схемы получения ЧВГ безмагниевым модификатором с РЗМ 174
4.4. Выводы 181
5. Получение требуемых механических свойств ВЧШГ управлением процессами структурообразования с применением новых технологий графитизирующего модифицирования 184
5.1. Использование классических модификаторов на основе ферросилиция для графитизирующего модифицирования ВЧШГ 184
5.2. Использование комплексных смесевых модификаторов нового поколения для графитизирующего модифицирования ВЧШГ 196
5.3. Вторичное графитизирующее модифицирование как метод стабилизации процессов кристаллизации при нарушении технологии выплавки ВЧШГ и его последующей обработки 204
5.4 Выводы 221
6. Структурообразование в СЧПГ при графитизирующем модифицировании с учётом конструкционных особенностей отливки и её химического состава 224
6.1. Влияние габаритов отливки на формирование оптимальной структуры СЧПГ 224
6.2. Влияние содержания серы в чугуне на формирование оптимальной структуры СЧПГ 232
6.3. Использование встречного модифицирования и комплексных смесевых модификаторов нового поколения для стабилизации процессов кристаллизации СЧПГ 235
6.4. Выводы 247
7. Методы получения заданного структурного состояния в тяжёлонагруженных деталях из СЧПГ за счёт микролегирования 249
7.1. Исследование влияния микрободавок серы на структуру и свойства СЧПГ для тормозных дисков 251
7.2. Исследование влияния микролегирующих добавок карбидообразующих элементов на структуру и свойства СЧПГ для тормозных дисков 256
7.3. Исследование влияния баланса содержания углерода и кремния в углеродном эквиваленте на структуру и комплекс свойств СЧПГ для тормозных дисков 262
7.4. Выводы 269
8. Технология получения ответственных отливок из ВЧШГ с высокими пластическими характеристиками 263
8.1. Исследование состава, структуры и свойств ответственных отливок из ВЧШГ 274
8.2. Рекомендации по промышленному использованию разработанной технологии для получения ответственных отливок из ВЧШГ 278
8.3. Выводы 279
Заключение 280
Основные результаты и выводы 282
Список использованной литературы 287
Приложение (акты внедрения) 322
