Введение
Глава 1. Анализ факторов, определяющих особенности структурообразования и свойства износостойких и жаростойких чугунов 15
1.1. Износостойкость материалов при абразивном изнашивании 15
1.1.1. Основные закономерности абразивного изнашивания 15
1.1.2. Чугуны, применяемые для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания 19
1.1.3. Влияние химического состава на структуру и износостойкость 21
1.1.4. Влияние структуры на износостойкость 29
1.1.5. Влияние термической обработки на структуру и износостойкость 34
1.2. Факторы, влияющие на жаростойкость. Строение и тип оксидных пленок 36
1.2.1. Внутренние факторы, влияющие на жаростойкость 37
1.2.2. Внешние факторы, влияющие на жаростойкость чугуна 38
1.2.3. Строение и тип оксидных пленок 42
1.2.4. Влияние легирующих элементов и примесей на структуру, жароизносостойкость 44
1.2.5. Требования к структуре и свойствам жароизносостойких чугунов 53
1.3. Постановка цели и задач исследования 54
Глава 2. Материал и методика исследования 56
2.1. Материалы исследований 56
2.2. Методики качественного и количественного металлографического, микрорентгеноспектрального анализов 56
2.3. Методики определения износостойкости и механических свойств 57
2.4. Методики измерений теплового расширения, коэффициента теплового расширения, изменений массы и энергетических эффектов 58
2.5. Методика рентгеноструктурного анализа 59
2.6. Методика определения окалиностойкости и ростоустойчивости 60
2.7. Методики построения математических моделей, оптимизации химических составов сплавов и определения коэффициентов влияния легирующих элементов
Глава 3. Особенности формирования структуры и свойств ванадиевых чугунов 62
3.1. Структура и свойства ванадиевых чугунов в литом состоянии 62
3.2. Влияние комплексного легирования и модифицирования на структуру и свойства ванадиевых чугунов 72
3.2.1. Выбор дополнительных легирующих элементов к базовому составу ванадиевых чугунов 72
3.2.2. Исследование структуры и свойств комплексно-легированных ванадиевых чугунов 74
Выводы к главе 3 91
Глава 4. Особенности строения, фазовый состав и свойства сплавов системы Fe-C-V-Cr и разработка нового состава износостойкого чугуна 93
4.1. Выбор легирующих элементов базового комплекса 93
4.2. Исследование фазового состава, межфазного распределения элементов, структуры и свойств сплавов системы Fe-C-V-Cr 95
4.3. Оптимизация состава чугуна. Исследование структуры и свойств чугуна оптимального состава 108
Выводы к главе 4 116
Глава 5. Выбор составов и исследование структуры и свойств жароизносостойких комплексно легированных белых чугунов 118
5.1. Исследование структуры, фазового состава и свойств хромотитановых чугунов 119
5.1.1. Исследование параметров микроструктуры и фазового состава хромотитановых чугунов 119
5.1.2. Твердость и износостойкость хромотитановых чугунов 125
5.1.3. Исследование жаростойкости хромотитановых чугунов 131
5.2. Структура и свойства сплавов системы Fe-C-Cr-Vi 134
5.2.1. Выбор легирующего комплекса 134
5.2.2. Исследование структуры и фазового состава хромтитанванадиевых чугунов 137
5.2.3. Износостойкость и механические свойства чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном 144
5.2.4. Исследование жаростойкости чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном 148
5.2.5. Исследование поверхности изнашивания чугунов, легированных хромом, ванадием и титаном 152
5.3. Исследование особенностей формирования структуры и свойств сплавов системы Fe-C-Cr-Mn-Nii 155
5.3.1. Выбор базового легирующего комплекса 155
5.3.2. Изучение фазового состава, микроструктуры и свойств чугунов в литом состоянии 157
5.3.3. Исследование оксидных слоев, образующихся на поверхности исследуемых чугунов во время испытаний на окалиностойкость 160
5.3.4. Оптимизация состава чугуна. Исследование твердости, износостойкости и жаростойкости чугуна оптимального состава 164
5.4. Влияние алюминия и ниобия на формирование структуры, механические и специальные свойства чугуна ИЧ220Х18Г4НТ 167
5.4.1. Исследование влияния легирования алюминием на фазовый состав, структуру чугуна ИЧ220Х18Г4НТ в литом состоянии 167
5.4.2. Влияние алюминия на формирование структуры, механические и специальные свойства чугуна ИЧ220Х18Г4НТ 171
5.4.3. Изучение структуры, свойств и оксидных слоев чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, легированного алюминием после испытаний на окалиностойкость... 173
5.4.4. Исследование влияния легирования ниобием на фазовый состав, структуру чугуна ИЧ220Х18Г4НТ в литом состоянии 176
5.4.5. Исследование механических и специальных свойств чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, легированного ниобием 179
5.4.6. Изучение структуры, свойств и оксидных слоев чугуна ИЧ220Х18Г4НТ, легированного ниобием после испытаний на окалиностойкость 181
5.4.7. Исследование влияния совместного легирования ниобием и алюминием на фазовый состав, структуру и свойства чугуна ИЧ220Х18Г4НТ
в литом состоянии 182 5.4.8. Исследование оксидных слоев чугуна ИЧ 220X18Г4Ю2Б2НТ 188
5.4.9. Особенности строения и классификация чугунов систем Fe-V-C и Fe-V-C-Cui-B, Fe-C-V-Cr, Fe-C-Cr-Mn-Nii, Fe-C-Cr-Mn-Ni-Al, Fe-C-Cr-Mn-Ni-Nb 192
Выводы к главе 5 196
Глава 6. Особенности формирования структуры и свойств комплексно-легированньгх белых чугунов в зависимости от различньгх видов термической обработки 200
6.1. Термическая обработка сплавов системы Fe-C-V 200
6.1.1. Исследование влияние термической обработки на структуру и свойства ванадиевых чугунов 200
6.1.2. Исследование структуры, фазового состава и твердости поверхности изнашивания ванадиевых чугунов 204
6.2. Термическая обработка сплавов системы Fe-C-V-Cr 207
6.2.1. Влияние термической обработки на структуру и свойства хромованадиевых чугунов первого структурного класса 207
6.2.2. Структура и свойства хромованадиевых чугунов пятого структурного класса после термической обработки 213
6.2.3. Исследование структуры, фазового состава и твердости поверхности изнашивания хромованадиевых чугунов 218
6.3. Термическая обработка жаростойких чугунов систем легирования Fe-C-CrinFe-C-Cri-V 220
6.3.1. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства оптимизированного состава хромотитанового чугуна 220
6.3.2. Исследование влияния термической обработки на структуру и свойства оптимизированного состава чугуна, легированного хромом, ванадием и титаном 223
Выводы к главе 6 226 6
Глава 7. Опытно-промышленные испытания и внедрение новых составов чугунов исследованных систем в производство отливок 228
7.1. Опытно-промышленное опробование и внедрение нового состава износостойкого чугуна с базовой композицией Fe-V для изготовления отливок деталей «рабочее колесо» и «тройник» 228
7.2. Опытно-промышленное опробование и внедрение новых составов износостойких чугунов с базовой композицией Fe-Cr-V для изготовления отливок 230
7.3. Опытно-промышленное внедрение жароизносостойких сплавов 243
Основные выводы 252
Библиографический список
