Search academic texts

Information × Registration Number 0519U001631, Doctoral dissertation Status Доктор технічних наук Date 10-10-2019 popup.evolution o Title Heat resistant and wear resistant iron based casting alloys for work under extreme conditions Author Yamshynskyi Mykhailo Mykhailovych, Кандидат технічних наук popup.head Mogulatenko Volodimir Genadievich popup.advisor Mogulatenko Volodimir Genadievich popup.opponent Khrychykov Valerii Yevhenovych popup.opponent Ponomarenko Olha popup.opponent Lunyov Valentyn Vasilyovich Description У роботі розглянуто дослідження впливу легувальних елементів: хрому, алюмінію, вуг-лецю, титану та РЗМ на комплекс ливарних, механічних та спеціальних властивостей і структу-ру жаростійких сталей і визначено оптимальний вміст в них цих елементів, що забезпечує най-краще поєднання технологічних і експлуатаційних характеристик. Для виготовлення жаростійких литих деталей, що працюють в умовах високих темпера-тур та агресивних середовищ, створено стали такого хімічного складу, % мас.: С = 0,25…0,35; Cr = 25…32; Al = 1,2…3,5; Ті = 0,25…0,50; Si <1,0; Mn <0,8; P <0,025; S <0,025. Установлено, що для досягнення високих технологічних властивостей, тривалої та на-дійної експлуатації виробів в екстремальних умовах у сплавах необхідно витримува-ти відношення [%Cr] / [%Al] = 6…10, тобто, за вмісту в сталі 25% хрому кількість алюмінію має складати 3,5…4,5%, а для сталі з 30% хрому – 2,0…3,0% алюмінію. Вміст вуглецю в усіх сплавах має зберігатися в межах 0,25…0,35%, а титану – 0,25…0,50%. Рентгенографічними та мікрохімічними дослідженнями оксидної плівки, яка утворюєть-ся на поверхні виробів в процесі їх експлуатації в умовах високих температур та агресивних се-редовищ, установлено, що вона складається з оксидів хрому, алюмінію, титану та незначної кі-лькості оксидів заліза. Оксидна плівка утворюється на поверхні виробу протягом декількох де-сятків хвилин на початку його експлуатації і в подальшому надійно захищає виріб під час робо-ти в екстремальних умовах внаслідок зростання в ній кількості оксиду алюмінію. Така плівка має найвищі захисні властивості й практично визначає термін експлуатації виробу. Дослідженнями механічних властивостей за високих температур і термостійкості ство-рених сталей установлено, що вибір марки сталі для виготовлення жаростійких виробів необ-хідно здійснювали, перш за все, спираючись на конфігурацію виробу, товщину стінки литої де-талі, її габаритні розміри та враховувати ливарні властивості створених сталей. Установлено, що за температур експлуатації понад 1100 ºС середньовуглецеві хромо-алюмінієві сталі феритного класу мають набагато вищі окалиностійкість і ростостійкість, ніж хромонікелеві сталі аустенітного класу, хоча міцність і пластичність останніх дещо вищі в порі-внянні з хромоалюмінієвими сталями. Це підтверджує доцільність заміни дорогих хромонікеле-вих сталей дешевими хромоалюмінієвими для виготовлення литих деталей, які працюють в умовах високих температур та агресивних середовищ без зовнішніх навантажень. Визначено перспективність розширення меж використання рекомендованих сталей виго-товленням жаростійкої продукції з використанням термомеханічної обробки литих заготовок пресуванням і куванням. Для роботи в умовах інтенсивного зносу створено новий безнiкелевий високозносостій-кий хромомарганцевий чавун з високими експлуатаційними та задовільними ливарними влас-тивостями хімічного складу, % мас.: 2,8...3,2 С; 18,0...20,0 Сr; 3,5...4,5 Мn; 0,6...0,8 Sі; Р < 0,05; S < 0,05. Для підвищення зносостійкості чавуну на 20...25% його доцільно мікролегувати тита-ном у межах 0,1...0,5%, ванадієм – 0,5...0,8% або сурмою – 0,1...0,2% й модифікувати бором у межах 0,005...0,020% або РЗМ – 0,1…0,25% (за присадкою). Для досягнення максимальної твердості металу та зносостійкості виробів із рекомендованих хромомарганцевих чавунів їх не-обхідно гартувати на повітрі з температур 900…950 °С. Створено банк даних щодо впливу хрому, алюмінію, вуглецю, титану й РЗМ на техноло-гічні та експлуатаційні властивості запропонованих сплавів. Розроблено й апробовано програм-не забезпечення розраховування шихти для виплавляння сплавів з високим вмістом хрому й прогнозування якості розплаву, що знаходиться в плавильному агрегаті, за результатами пер-шого хімічного аналізу та температурами його перегрівання в плавильному агрегаті й заливання в ливарні форми. Розроблено технологічні процеси виплавляння запропонованих жаростійких і зносостій-ких сплавів в індукційних і дугових печах з різними футеровками й виготовлення дрібних і ве-ликогабаритних тонкостінних виливків із цих сплавів литтям у разові об’ємні піщано-глинясті форми та спеціальними способами лиття: в оболонкові та металеві форми, за моделями, що ви-топлюються або газифікуються й відцентровим литтям. Із сплавів можна виготовляти виливки масою від декількох десятків грамів до декількох сотень кілограмів різної геометрії й з різними товщинами стінок. Для здійснення процесів плавлення розроблено відповідні технологічні ін-струкції. Registration Date 2019-10-10 popup.nrat_date 2020-04-03 Close