ПІДВИЩЕННЯ ПЛАСТИЧНОСТІ ВИСОКОМІЦНОГО ЧАВУНУ ВНУТРІШНЬОФОРМОВИМ МОДИФІКУВАННЯМ РОЗПЛАВУ ЗІ ЗМЕНШЕНИМ ВМІСТОМ КРЕМНІЮ

Procesi littâ, 2023, Vol 3 (153), 3-11

Анотація

Високоміцні чавуни з підвищеною пластичністю широко застосовуються для одержання деталей машин, які працюють в умовах ударно-циклічних та динамічних навантажень, а також при низьких температурах. Пластичність високоміцного чавуну визначається в основному його хімічним складом, способом модифікування, методом лиття і видом термічного оброблення. У світі поширені високоміцні чавуни з удвічі більшим значенням мінімального відносного видовження, ніж передбачено державним стандартом України, а технології виготовлення таких чавунів засновані на використанні у шихті дорогих рафінованих чавунів та проведенні енергоємного термічного оброблення. У статті наведено результати впливу зменшення масової частки кремнію у складі високоміцного чавуну на зміну показників його структури та механічні властивості. Дослідження проведено з використанням дешевих шихтових матеріалів та високоефективних феросиліцій-магнієвих модифікаторів при економних енерговитратах на термічне оброблення виливків. Експериментально показано, що якщо при ковшовому модифікуванні відбіл починає утворюватися при масовій частці кремнію у металі виливка 2,2–2,3 %, то при застосуванні внутрішньоформового модифікування до 7 % цементиту утворюється при кристалізації високоміцного чавуну з масовою часткою Si = 0,9–1,1 %. Механічні властивості внутрішньоформового високоміцного чавуну з масовою часткою кремнію 1,2–1,3 %, яка гарантує отримання металевої основи без вкраплень цементиту, у литому стані відповідають марці ВЧ480-15 при твердості 156–163 НВ. Після графітизувального відпалу цей високоміцний чавун має феритну металеву основу і відповідне їй поєднання  тимчасового опору під час розтягування σ_В = 400–450 МПа з більш високим відносним видовженням δ = 22–26 %, ударною в’язкістю КС = 100–120 Дж/см² і низькою твердістю 134–156 НВ. Результати досліджень показують суттєве збільшення пластичності модифікованого у ливарній формі високоміцного чавуну з кулястим графітом за рахунок зменшення масової частки кремнію і створюють передумови для розроблення нових конструкцій литих деталей сучасної техніки із заданими високими механічними властивостями й експлуатаційними характеристиками та високоефективних економічних технологій їх одержання.