Вплив технологічних параметрів ЛГМ-процесу на мікроструктуру сірого чавуну, модифікованого дисперсним феросиліцієм у порожнині ливарної форми
Processy litʹâ, 2020, Tom 140, №2, p.53-64
DOI:
https://doi.org/10.15407/plit2020.02.053Ключові слова:
ЛГМ-процес, сірий чавун, дисперсний інокулятор, перліт, цементит, пластинчастий графітАнотація
Надійшла 25.04.2020
УДК 669.131.7:621.742.5
Одним із методів запобігання відбілюванню сірого чавуну є його модифікування дисперсним феросиліцієм марки ФС75 ДСТУ 4127:2002 (ISO 5445:1980, NEQ), імплантованим у тіло газмоделі. У даній роботі за методом повнофакторного експерименту досліджували залежність параметрів структурних складових сірого чавуну марки СЧ300 ДСТУ 8833:2019 від кількості феросиліцію у газмоделі, густини пінополістиролу, швидкості формозаповнення й температури заливання. У результаті математичної обробки експериментальних даних для кількостей перліту, цементиту і пластинчастого графіту, а також довжини включень пластинчастого графіту, було створено регресійні моделі. Ці моделі дозволили вивести відпо-відні рівняння регресії, графічна інтерпретація яких, у свою чергу, показала характер впливу кожного незалежного фактора на параметри мікроструктури сірого чавуну. Так, збільшення вмісту дисперсного феросиліцію у тілі газмоделі призводить до зменшення кількості структурно вільного цементиту при одночасному збільшенні кількості перліту й пластинчастого графіту, що зумовлено графітизуючою дією кремнію на структуру піддослідного матеріалу. Збільшення густини пінополістиролу має такий самий вплив, як і в попередньому випадку, проте не так стрімко, що пояснюється відновлювальною дією вуглеводнів, які виділяються під час термодеструкції модельного матеріалу та створюють сприятливі умови для зростання коефіцієнта засвоєння кремнію матричним розплавом. Підвищення швидкості й температури заливання рідкого металу призводить, відповідно, до збільшення ступеня турбулізації потоку й підвищення інтенсивності конвективних потоків, що, у кінцевому результаті, також сприяє кращому засвоєнню кремнію і, як наслідок, веде до зменшення кількості первинного цементиту та збільшення кількостей перліту і пластинчастого графіту в структурі сірого чавуну. Також було встановлено, що довжина включень пластинчастого графіту найбільшою мірою залежить від вмісту дисперсного феросиліцію у тілі газмоделі, а найменшою – від густини модельного матеріалу.
Посилання
Jiang, W., & Fan, Z. (2018). Novel technologies for the lost foam casting process. Frontiers of Mechanical Engineering, 13 (1), 37–47. DOI: https://doi.org/10.1007/s11465-018-0473-2. [in English].
Kaliuzhnyi, P. B., Sliusarev, V. A., Kalashnyk, D. O. (2017). Casting reinforcement by lost-foam casting technology. Metal science and treatment of metals, 4. 48–53. [in Ukrainian].
Wittmoser, A., Schade, J. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken unter Verwandung vergasbaren Modelle: Pat. Germany: MKI 21C8 / 07 (B22D). No. 114482. [in German].
Shinsky, O.Y., Vishniakova, L.P., Plotnikova, V.N., Knyazev, E.F. A method of manufacturing models of expanded polystyrene: UA Pat. 244: MKI B22C7 / 02, B22C3 / 00. No. 3493216 / 22-02; claimed 01/15/93; publ. 04/30/93, Bul. № 1; priority 27.09.82, No. 1079340 A1 (USSR). [in Ukrainian].
Fyuson, R. (1966). Reactions of organic compounds: Transl. from English. Moscow: Mir, 664. [in Russian].
Nikolaev, A. F. (1966). Synthetic polymers and plastics based on them. Moscow–Leningrad: Chemistry, 768 [in Russian].
Ozerov, V. A., Shulyak, V. S., Plotnikov, G. A. (1969). Polystyrene foam casting. Moscow: Engineering, 183 [in Russian].
Shulyak, V. S. (2007). Lost foam casting. St. Petersburg: NPO “Professional”, 408. [in Russian].
Shinsky, O. Y., Sumenkova V .V., Vishniakova V. P. et al. (2002). Investigation of the kinetics of the process of mold filling with a gasified model with implanted additives. Casting processes, 2, 51–56 [in Russian].
Balandin, G. F. (1979). Foundations of the theory of casting formation: textbook. manual: in 2 h. Part 2: Formation of a macroscopic casting structure. Moscow: Mechanical Engineering, 335 [in Russian].
Sherman, A.D. & Zhukov, A.A. (Eds.). (1991). Cast iron: A Handbook. Moscow: Metallurgy, 576. [in Russian].
Nebozhak, I. A., Sumenkova, V. V., Tkachuk, I. V., Shinsky, O. Y. (2001). Peculiarities of structure formation of GJL200 modified by FeSi75 in the “cavity” of the mold according to the HAMO-LIV-process.Metal science and treatment of metals, 4, 43–49 [in Ukrainian].
Nebozhak, I. A., Pilipenko, T. K., Sumenkova, V. V., Shinsky, O. Y. (2009). Microstructure of ferrosilicon-modified cast iron castings obtained using gasified dispersed-filled models. Casting processes, 3, 17–23 [in Russian].
Nebozhak, I. A., Sumenkova, V. V., Shinsky, O. Y. et al. (2015). Efficiency of graphitizing modification of gray cast iron using a dispersed gasified model. Casting and metallurgy, 4, 56–66 [in Russian].
Nebozhak, I. A., Sumenkova, V.V., Shinsky, O.Y. (2016). The influence of the technological parameters of the LFC process on the efficiency of graphitizing modification of gray cast iron in the “cavity” of the mold. Metal and casting of Ukraine, 5, 9–17 [in Russian].
Kobayashi, T., & Maruyama, T. (2003). Thermal decomposition behavior of expandable pattern including blended metal or alloy powder in evaporative pattern casting process of cast iron. Materials Transactions, 44 (11), 2396–2403 [in English].
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2020 І. А. Небожак, П. Б. Калюжний, В. В. Суменкова, О. Й. Шинський
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
