Реєстраційний номер
0217U004654,
0114U000203
, Науково-дослідна робота
Назва роботи
Розробка високоефективних екологічних методів модифікування в передкристалізаційному періоді для створення ресурсозберігаючих технологій отримання з високоміцних чавунів литих виробів з дрібнокристалічною структурою і підвищеними властивостями.
Назва етапу роботи
Керівник роботи
Бубликов Валентин Борисович, Доктор технічних наук
Дата реєстрації
22-02-2017
Організація виконавець
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
Опис етапу
Мета роботи - розробка наукових і технологічних основ високоефективних методів модифікуючого впливу на мікрогетерогенний стан залізовуглецевих розплавів в передкристалізаційному періоді, які розширюють можливості управління кристалізаційними процесами в напрямку інтенсифікації формування сферокристалів графіту, запобігання переходу до метастабільного механізму кристалізації, отримання подрібненої структури, що розширює базу для розробки нових литих сплавів з високими технологічними, фізико-механічними та спеціальними властивостями, і створення екологічних ресурсозберігаючих технологій одержання з високоміцних чавунів литих виробів підвищеної надійності і довговічності для сучасного машинобудування. Досліджено методи передмодифікуючої обробки, що забезпечують формування у вихідному Fe-C-Si розплаві додаткових кластерів графіту (нанообластей з високою масовою часткою вуглецю), які підвищують ефективність дії модифікування щодо збільшення в 1,2-1,4 рази кількості активних центрів кристалізації кулястого графіту. Визначені методи та параметри управління процесом модифікування високовуглецевих розплавів в передкристаліаційномуперіоді. Встановлено, що оптимізація структуроутворення високоміцного чавуну в тонкостінних виливках досягається поєднанням модифікуючої обробки в передкристалізаційному періоді з подальшою фіксацією ефекту модифікування швидкою кристалізацією. Мінімізація проміжку часу між модифікуванням і початком твердіння в поєднанні зі швидкістю охолодження 15-10 °С/с, характерною для товщин стінок виливків 2-3 мм, збільшує більш, ніж у 5 разів, кількість утворюваних при кристалізації включень кулястого графіту (до 1400-2000 шт/мм2), запобігає перехід до метастабільного механізму кристалізації, забезпечує формування подрібненої аустеніто-графітної глобулярної евтектики, збільшує в 2-3 рази кількість фериту в металевій основі, підвищує пластичні властивості литого матеріалу в 1,5-2,0 рази, збільшує його надійність і довговічність. Модифікування в протокових реакторах ливникових систем протікає без піроефекту і виділення в атмосферу оксиду магнію та інших шкідливих речовин, що корінним чином поліпшує умови праці персоналу та екологію навколишнього середовища. Економія від впровадження розробленої технології в промисловість досягається за рахунок зменшення в 2,0-2,5 рази витрати модифікуючих сплавів, ліквідації операції термічної обробки (витрата енергії на 1 т виливків зменшиться на 350-400 кВт/год), підвищення виходу придатного лиття з 45-50 % до 60-65 %, поліпшення оброблюваності різанням в 1,3-1,5 рази, підвищення в 1,5-5,0 разів коефіцієнту використання металу, зменшення на 20-30 % маси деталей, підвищення механічних властивостей та ресурсу роботи виробів з високоміцного чавуну.
Опис продукції
Розроблено параметри технології виготовлення тонкостінних виливків з високоміцного чавуну методом модифікування розплаву в передкристалізаційному періоді феросиліцій-магнієвою лігатурою. Досліджено методи передмодифікуючої обробки, що сприяють формуванню у розплаві додаткових кластерів графіту (нанообластей з високою масовою часткою вуглецю), які підвищують ефективність дії модифікування по збільшенню кількості активних центрів кристалізації кулястого графіту. Встановлено, що оптимізація структуроутворення високоміцного чавуну в тонкостінних виливках досягається поєднанням модифікуючої обробки в передкристалізаційному періоді з подальшою фіксацією ефекту модифікування швидкою кристалізацією.
Автори роботи
Бачинський Юрій Дмитрович
Берчук Дмитро Миколайович
Дорошенко ВолодимирСтепанович
Зелена Людмила Опанасівна
Медвідь Сергій Миколайович
Моісеєва НаталіяПетрівна
Нестерук Олена Петрівна
Овсянников Володимир Олександрович
Пряжнікова Наталія Василіївна
Ясинська Олена Олександрівна
Ясинський Олександр Олександрович
Додано/оновлено в НРАТ
2020-04-02
