1.1 Требования, предъявляемые к материалу изложниц водоохлаж-даемого конвейера. При заливке жидкого металла изложница подвергается термическому.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.


3


СОДЕРЖАНИЕ

Введение

................................
................................
................................
.............

4

1 Обзор литературы по теме работы

................................
...............................

5

1.1 Требования, предъявляемые к материалу изложниц
водоохлаждаемого конвейера

................................
................................
....................

5

1.2 Структура чугуна, применяемого для изготовления изложниц
.........

7

1.3 Модифицирование чугуна для оптимизации структуры

..................

15

1.4 Защитные покрытия, применяемые для
металлических форм

........

29

1.5 Требования, предъявляемые к защитным покрытиям

......................

30

2 Исходные материалы и методика исследований

................................
......

37

2.1 Серый чугун, его химический состав

................................
.................

37

2.2 Модификаторы для серого и высокопрочного чугуна

......................

38

2.3 Исходные материалы для защитных покрытий

................................
.

39

2.4 Кокиль для изготовления образцов

................................
.....................

41

2.5 Плавильная печь

................................
................................
....................

42

2.6
Оборудование для научных исследований

................................
........

43

3 Результаты исследований и их обсуждение

................................
..............

45

3.1 Исследование структуры и свойств серого чугуна

...........................

45

3.2 Исследование структуры и свойств модифицированного серого
чугуна

................................
................................
................................
.........................

46

3.3 Исследование изменения линейных
размеров и

коэффициента
термического расширения чугунов от температуры

................................
.............

49

3.4 Свойства защитных покр
ытий

................................
.............................

50

Заключение

................................
................................
................................
......

55

С
писок сокращений

................................
................................
........................

57

С
писок используемых источников

................................
................................

58




4


ВВЕДЕНИЕ


Ежегодно выплавляют тонны алюминия. Для увеличения объѐмов прои
з
водства чушки получают в изложницах водоохлаждаемого конвейера. В н
а
стоящее время все более жесткие требования предъявляются к алюминиевым
сплавам по химическому составу со сторон
ы производителей металла.

Скорость осуществления процесса изготовления слитков в результате о
х
лаждения и затвердевания расплавленного жидкого металла в изложнице пре
д
с
тавляет собой фактор, определя
ющий производительность данного литейного
производства. Вс
ледствие этого в технологических циклах промышленного
производства металлических слитков процесс отвода тепловой энергии, соде
р
жащейся в заполненных расплавленным жидким металлом изложни
цах, обычно
искусственно ускоря
ется путем использования некоторой
охлаждающей тек
у
чей среды, в качестве которой обычно используется вода и которая вводится в
контакт с наружной поверхностью изложницы. Одна
ко, принимая во внимание
постоя
нное увеличение объемов производства на металлургических заводах, в
частности заводах
по производству алюминия методом электролиза, изготовл
е
ние слитков может становиться технологическим этапом, ограничивающим
производительность завода.
Вследствие этого ведутся постоя
нные поис
ки те
х
нических решений, позволя
ющих ускорить процесс изготовления

слитков м
е
талла при сохранении требуемого качества полученных слитков и обеспечения
возможности складирования этих слитков в виде достаточно устойчивых шт
а
белей


[1].



5


1 Обзор литературы по теме работы


1.1
Требования, предъявляемые к материалу изложниц
водоохла
ж
даемого конвейера


При заливке жидкого металла изложница подвергается термическому
воздействию.

Это приводит к возникновению значительных внутренних напр
я
жений.

Поэтому
она
выход
и
т из строя, главным образом, по причине образов
а
ния трещин, зарождение и развитие которых связано с неравномерностью н
а
грева и
остывания

частей изложницы
водоохлаждаемого

конвейера
. Поэтому
определение температурных полей в
металлических формах

является актуал
ь
ной задачей в раскрытии возможностей повыше
ния их стойкости.

На производстве экспериментальное определение температур затруднено.
С наружной поверхности изложница охлаждается проточной водой, а с вну
т
ренней поверхностью контактирует расплав, что искажает результаты и
змер
е
ний температуры термопарой

[2
, 3
]
.

Основное влияние на стойкость изложниц оказывают технология изг
о
товления и условия эксплуатации изложниц. К ним можно отнести
такие фа
к
торы, как порядковый номер заливки изложницы в цехе, время выдержки и
з
ложницы в форме до выбивки, время старения
изложницы, дни до первого н
а
лива начала эксплуатации и длительность эксплуатации темп наливов

[4].

При тепловой знакопере
менной работе конструкции основ
ным вектором
поиска возможности снижения термических на
пря
жений является уменьшение
ж
есткости
конструкции, разнотол
щинности, снижение коэффиц
иента локал
и
зации деформации
, повышение пластичности сплава

[
3
].

С учетом специфических условий работы материал изложниц должен
иметь высокие значения теплопроводности λ, прочности σ и малый коэффиц
и
ент линейн
ого расширения α. На работоспособность изложниц большое вли
я
ние оказывают также циклическая вязкость, температуропроводн
ость и окал
и
ностойкость металла

[5]
.

6


В связи с рассмотренными условиями эксплуатации к данному изделию
должны предъявляться
определенные
требования
. Одним из основных является
высокая термостойкость.

Термостойкость


свойство материалов противостоять, не разрушаясь,
напряжениям, вызванным изменением температуры
. Данное свойство оценив
а
ется критериями: теплопроводностью и темпер
атуропроводностью.

Экономическая эффективность литья металла в значительной степени о
п
ределяется стойкостью форм. Известно, что изложницы выходят из строя, в о
с
новном, из
-
за трещин и газовой коррозии рабочей поверхности. Во время з
а
ливки металла рабочая по
верхность изложницы мгновенно нагревается до в
ы
соких температур, в то время как ее нижележащие слои остаются сравнительно
холодными. Вследствие этого в расширяющемся от нагревания слое изложн
и
цы возникают сжимающие напряжения, а во внутренних


растяги
вающ
ие.

В результате иногда образуются трещины, которые классифицируются
как трещины первого рода, возникающие в результате одностороннего нагрев
а
ния в начальный период после заливки металла, образующиеся на первых нал
и
вах, как правило, на наружной, менее нагр
етой стороне и обычно проходящие
на всю толщину стенки; трещины второго рода, возникающие обычно пост
е
пенно с внутренней стороны и проходящие через всю стенку; трещины третьего
рода, которые называют также сеткой разгара, возникающие в результате мн
о
гокр
атного повторения цикла нагрев
-
охлаждение, имеющие разную глубину и
ширину в зависимости от свойств металла, длительности и условий эксплуат
а
ции. В результате развития напряжений наблюдается коробление изложниц.
Кроме того, они испытывают также непосредств
енное воздействие жидкого м
е
талла, причем происходит размыв стенки или дна, а также приваривание сли
т
ка. При эксплуатации бывают также случаи механических повреждений: обрыв

ушей и цапф при стрипперовании
[5
, 31
].

Режимы работы изложниц

неп
рерывно ужесточа
ются, приводя к
пов
ы
шению те
пловых и механических нагрузок.
При этом р
ешающую роль играют
7


термические
напряжения, в

связи,

с чем проблема повышения
термост
ойкости
данных изделий является весьма
актуальной.

Известно, что
для увеличения скорости затвер
девани
я отливк
и необход
и
мо повысить интенсив
ность теплоотво
да. Одним из основных показате
лей и
н
тенсивно
сти охлаждения отливки является расход охладителя

[6].

Для предотвращения большого температурного перепада в сечениях ст
е
нок и между стенками изложницы, необхо
димо использовать чугуны с макс
и
мальной температуропроводнос
тью
, а также теплоизоляционные покрытия. Т
а
кое покрытие обеспечит снижение коэффициента теплоотдачи от расплава к
стенкам изложницы и перепад температур, как по сечению, так и между ра
з
личны
ми эле
ментами. Д
ля выравнивания температур между боковыми стенк
а
ми необходимо либо варьировать слой теплоизоляционного покрытия, что з
а
труднительно в производственных условиях, или изменять толщины стенок,
увеличивая их в местах наибольших градиентов [2
, 3
].


1.2
Структура чугуна, применяемого для изготовления изложниц


Серый чугун СЧ является распространенным металлом для получения
отливок. В нем углерод находится в виде графита, имеющего пластинчатую
форму. Серый чугун может быть ферритным, ферритно
-
перлитн
ым и перли
т
ным. Ферритный чугун наименее прочный, из него получают неответственные
отливки. Ферритно
-
перлитный, полуферритный чугун имеет большую про
ч
ность, из него изготавливают отливки для работ при статических нагрузках.
Перлитный чугун используется для

деталей ответственного назначения

[8].

Структура

серого чугуна, как и других сплавов, весьма разнообразна и
является главным фактором, определяющим его свойства. При этом основное
значение имеет либо графит, либо матрица, в зависимости от рассматриваемых
свойств. Важнейший процесс, определяющий структуру СЧ, а значит, и его
свойства,


это графитизация, от которой зав
исят не только количество и ха
ра
к
тер графита, но в значительной степени и структура матрицы. Сравнительная
8


интенсивность влияния элементов на

графитизацию характеризуется следу
ю
щим их расп
оложением
:

+
Si
,

Al
,
C
,
Ti
,
Ni
,
Cu
,
P
,
Zr
, |
Nb

|,
W
,
Mn
,
Cr
,
V
,
S
,
Ce
,
Te
,
В




Элементы, расположенные в этом ряду слева от
Nb
, являются графитиз
и
рующими, а справа


антиграфитизирующим
и
. Однако в ряде
случаев влияние
элементов может резко различаться в разных температурных областях и зав
и
с
ит от их концентрации
.

Общепризнано, что важнейшими элементами, определяющими структуру
и свойства серого чугуна, являются углерод и кремний, всегда присутствующие
в м
еталле в том или ином количестве. Эти элементы определяют также пол
о
жение чугуна по отношению к эвтектике, но в этом отношении влияние фосф
о
ра аналогично влиянию кремния.

Важнейшими элементами, определяю
щими механ
ические свойства сер
о
го чугуна, являются те

же, что определяют его струк
туру, и поэтому диаграммы
свойств с
троятся обычно также в зависимо
сти от содержания
C

и Si.

Углерод

в чугуне обычно находится в виде графита
, твердых растворов и
карбидов.
С увеличением содержания углерода увеличивается
количество гр
а
фита, уменьшается объем усадочных раковин и пористость. Это происходит
вследствие того, что понижение температуры вызывает уменьшение объема на
1,1

1,8 % на каждые 100 ºС. Графитизация чугуна, наоборот, дает увеличение
объема на 2,2 % на 1 %
выделившегося графита.

С увеличением содержания углерода резко повышается жидкотекучесть
чугуна, уменьшается склонность к отбелу, предел прочности при растяжении
σ
в
 уменьшается


[8].

Наиболее важным в практическом отношении легиру
ющим элементом

является

кремний, который вместе с углеродом оказывает наибольшее влияние
на структуру и свойства чугуна. Оценивая влияние легирующих элементов, в
первую очередь, кремния, на кристаллизацию матрицы чугуна, следует учит
ы
вать не только среднее содержание его в метал
ле, но также характер и степень
микроликвации, образуемой в процессе кристаллизации. Вследствие неравн
о
9


мерного распределения элементов, в том числе кремния, процессы кристалл
и
зации происходят неодновременно по всему объему и развиваются в разной
степени, ч
то приводит часто к образованию различных структур в соседних
микрообъемах. Практикой эксплуатации изложниц установлено, что содерж
а
ние кремния в чугуне изложниц на нижнем пределе до 0,6 % приводит к отб
е
лу чугуна в стенках изложниц и ухудшает их стойко
с
ть против образования
трещин.

При завышенном содержании кремния и длительном времени пре
быва
ния
изложницы в контакте с кристаллизующимся слитком интенсивнее развиваю
т
ся окислительные процессы при температурах эксплуатации изложниц, кот
о
рые способствуют
росту чугуна и образованию сетки разгара. Рост чугуна при
содержании кремния выше 1,1

% напрямую способствует образованию и разв
и
тию трещин
[
9
]
.

С увеличением содержания кремния матрица чугуна из перлитной пр
е
вращается в ферритную, а графит в структуре
укрупняется т. е. вы
деляется в
более грубой форме.
Кремний повышает износо
-

и окалиностойкость чугуна.

Поскольку углерод и кремний во многом действуют в одном направлении,
их воздействие следует учитывать одновременно. Оно оценивается диаграммой
Маурера
,

показанной на рисунке

2

[8]
.



I


белый чугун; II



половинчатый чугун
; III



серый перлитный чугун
;

IV


серый перли
т
но
-
ферритный чугун
;
V


серый

ферритный чугун

Рисунок
1



Диаграмма Маурера

10


Наиболее качественными являются серые перлитные чугуны с
измел
ь
ченной структурой перлита и графита. Область этих чугунов показана на р
и
сунке 2 заштрихованным участком [10].

Среди других элементов на свойства чугуна в первую очередь оказывает
влияние
марганец
. Проведенными ранее исследованиями установлено полож
и
тельное влияние повышенного содержания марганца на прочностные свойства
чугуна и эксплуатационную стойкость изложниц. Содержание марганца влияет
на комплекс механических свойств чугуна. Ма
рганец, начиная с содержания
0,7

%, заметно повышает твердость чугун
ов всех типов, особенно в тех случаях,
когда он действует не только как легирующий, но и как антиграфитизирующий
элемент. Марганец, повышая растворимость углерода в железе, замедляет обр
а
зование графита, что оказывает положительное влияние на жаростойкость

ч
у
гуна изложниц. Содержание марганца на верхнем пределе в передельном чуг
у
не способствует перлитизации матрицы и снижению коэффициента линейного
расширения, задерживает или полностью предотвращает разложение эвтект
о
идных карбидов, увеличивая стойкость изл
ожниц против разгара
. М
аксимал
ь
ную стойкость имеют изложницы с содержанием марганца 0,8

1,2 %. Однако
валовые показатели промышленных плавок по содержанию марганца, после
корректировки его химического состава в отделении доводки жидкого чугуна,
предприятия
х

дают диапазон изменения его содержания 0,43

0,92 %. По
имеющимся данным, характеристики прочности, пластичности и вязкости сер
о
го чугуна сначала повышаются при увеличении содержания марганца, а затем
падают, вследствие возрастания неоднородности структур
ы, образования ка
р
бидов и увеличения внутренних напряжений. Падение пластичности и вязкости
обычно начинается уже при концентрациях 0,7

%
, а прочности


при 1,0

1,2
%
,
х
отя пределы эти для прочности
зависят от состава чугуна и условий произво
д
ства: они пов
ышаются, например, при увеличении с
одержания углерода и
кремния
. Поэтому в условиях действующего производства задача стоит в опр
е
делении наиболее оптимальных соотношений химических элементов в составе
11


чугуна с тем, чтобы они обеспечивали наилучший комплекс

его свойств и более
длительный срок эксплуатации изложниц

[
10
].

При содержании в чугуне более 1,5

% марганца увеличивается скло
н
ность к отбелу.

Марганец вводится в чугун:

-

для устранения вредного влияния серы образует MnS;

-

как легирующий элемент для
улучшения свойств чугуна.

Сульфид марганца МnS имеет высокую температуру плавления 1620

°С
и обычно присутствует в сплаве в виде обособленных включений. Сульфид ж
е
леза FeS относительно легкоплавок 1193

°С и при избытке серы образует при
температуре 985

°С легкоплавкую эвтектику Fe

+
FeS, которая располагается по
границам зерен, затвердевая позже, чем основная масса металла. В результате в
отливках появляются красноломкость и трещины. Понятно, что MnS является
гораздо менее вредным соединением, чем FeS и
ли эвтектика Fe

+
FeS, поэтому
на практике в чугунах и сталях стремятся иметь достаточное количество ма
р
ганца для связывания всей серы и не допустить образования сульфида железа.

Хром

является сильнейшим карбидообразующим элементом. При этом
резко
повышается твердость при увеличении хрома на 1

% возрастает на 100
ед. и прочность чугуна, а также его износостойкость и жаропрочность.

Хром,
увеличивая растворимость углерода в жидком чугуне, резко повышает скло
н
ность чугуна к отбелу. В обычных чугунах
содержится до 0,3

%
хрома.

Сера

является примесным элементом, но оказывает сильное влияние на
свойства чугуна и структурообразование. Она тормозит графитизацию, являясь
отбеливающим элементом, снижает жидкотекучесть и твердость.

В чугуне сера
при отсутств
ии марганца находится в виде FeS, т. е. в связанном состоянии,
что охрупчивает структуру чугуна, так как Fe, Fe
3
C и FeS образуют тройную
эвтектику, ослабляющую связи между зернами матрицы.

Сера влияет на форму и размеры графита. С увеличением ее содержани
я
пластинчатый графит утончается и удлиняется. Сера препятствует образованию
шаровидного графита: она выступает в роли демодификатора, т. е. размодиф
и
12


цирует структуру. Установлено, что при содержании серы больше 0,04

% пол
у
чить графит в шаровидной форме не
льзя.

Фосфор

находится в виде фосфидной эвтектики Fe

+
Fe
3
C

+
Fe
3
P с те
м
пературой плавления 950 ºС, которая, обладая низкой температурой плавления,
располагаясь по границам эвтектических зерен, ослабляет тем самым силы св
я
зи между зерн
ами.
Фосфор повышае
т жидкотекучесть, понижает вязкость ч
у
гуна, улучшает смачиваемость стенок формы. Но с увеличением содержания
фосфора возрастает склонность к образованию трещин из
-
за образования фо
с
фидной эвтектики.

Прочность при растяжении возрастает при увеличении с
о
де
ржания фосфора до 0,7

0,8 %, затем резко падает.

Фосфор в чугун часто вв
о
дят специально, с целью повышения жидкотекучести сплава
.

Кроме состава чугуна, на его механические свойства, как и на структуру,
большое влияние оказывают факторы жидкого состояния,
зависящие от метода
плавки, температуры перегрева, природы шихтовых материалов, в частности
количества стального лома в шихте. При этом качество чугуна возрастает с
уменьшением

количества и размера включений гр
афита, газосодер
жания, пр
и
месей 
As
,
Sb
,
Pb
,
S
n
,
Ti
,
Bi
, V и
неметаллических включений в ших
товых м
а
териалах
[7].

Тепловые свойства серого чугуна
.
Коэффициент лин
ейного расширения
α, удельная
теплоемкость
с

и теплопроводность
λ



зависят от состава
и стру
к
туры чугуна, а также от
температуры. Поэтому
значения их приводят в соотве
т
ст
вующем интервале температур. С
повышением температуры значения
α

и
с

обычно увеличиваются, а
λ уменьшается
.

Теплофизические свойства серого ч
у
гуна указаны в таблице 1.

Теплопроводность λ, сплавов и смесей в отличие от коэффи
циента α и
удельной теплоемкости
с

нельзя определить по правилу смешения. Влияние о
т
дельных элементов на теплопроводность расчетным путем можно установить
лишь приближенно. На коэффициент α и удельную теплоемкость
с

влияет
главным образом состав чугуна. Эл
ементы, увеличивающие степень графит
и
зации и размер графита, повышают, а элементы, препятствующие графитизации
13


и увеличивающие дисперсность перлита


понижают λ.


Таблица 1


Теплофизические свойства серого чугуна в зависимости от температуры

Температура,
°С

α
·
10
6
, 1/ °С

c
, Дж/кг
·

°С

λ, Вт/м
·

°С

60

160

260

360

510

10,0

11,0

13,1

13,7

15,9

502

523

553

586

620

54,4

50,2

48,1

46,0




Коэффициент линейного расширения
α

определяет не только изменения
размеров в зависимости от температуры, но и напряжения, образующиеся в о
т
ливках. Его уменьшение является полезным с этих позиций и облегчает усл
о
вия получения качественных отливок. Но в случае совместной работы чугу
н
ных дета
лей с деталями из цветных сплавов или другими материалами, име
ю
щими больший коэффициент линейного расширения, приходится стремиться к
увеличению значения
α

для чугуна. Теплоемкость и теплопроводность имеют
большое значение для таких отливок, как отопительн
ые трубы, конфорки, и
з
ложницы, детали холодильных установок и двигателей внутреннего сгорания и
т. д., так как определяют равномерность распределения температуры в отливках
и интенсивность отвода теплоты.

Наибольшее влияние на коэффициент α оказывает угле
род, в особенности
в связанном состоянии. Одному проценту углерода соответствует примерно в 5
раз большее количество цементита, чем графита. Поэтому графитизирующие
элементы Si, , Ti, Ni, Cu и др. повышают, а антиграфитизирующие Cr, V, W,
Мо, Mn и др.
 уменьшают коэффициент линейного расширения
.

Ф
изические
свойства с
ерых чугунов указаны в таблице 2.

Термостойкость определяется механическими свойствами Е,

σ
в
, δ, те
м
пературопроводностью а  λ

/

c
γ и коэффициентом расширения α. Чем больше
а
, δ и σ
в
,
меньше Е и α, тем выше термостойкость чугуна. Поэтому СЧ по те
р
мостойкости значительно уступает КЧ и ЧШГ [5].


14


Таблица

2



Физические свойства серых чугунов


Важной особенностью чугуна является то, что его механические и эк
с
плуатационные свойства существенно зависят от скорости охлаждения отливок.
В связи с этим выбор марки

чугуна и его химического состава необходимо пр
о
водить, учитывая характер литейной формы, толщину стенки отливки, ее массу
и габариты.

В основу стандартизации серого чугуна положен принцип регламентир
о
вания минимально допустимого значения временного сопрот
ивления разрыву
при растяжении σ
в
. В связи с этим обозначение марки чугуна в стандартах ра
з
личных стран включает значение σ
в

определенное в стандартной литой загото
в
ке диаметром 30 мм. Так как прочность чугуна в отливке зависит от скорости
охлаждения, во
всех стандартах приводятся также минимально допустимые
значения σ
в

в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или с
е
чений, а иногда таблицы или номограммы, связывающие прочность чугуна с
сечением заготовки. Стандарты на серый чугун кроме отече
ственного не ре
г
ламентируют максимально допустимые значения σ
в

но устанавливают для ч
у
гуна каждой марки пределы допустимых значений твердости нижние значения
для корреляции с минимально допустимыми значениями прочности, верхние
значения


для недопущения

отбела чугуна.

Для исправления или улучшения структуры чугуна например, для устр
а
нения отбела и повышения его свойств используют различные виды термич
е
ской обработки нормализацию, закалку и отпуск

[
7
]
.

Н
аряду с механическими, физическими и химическим
и свойствами
предъявляют требования по технологическим свойствам, главными из которых
являются литейные. Из конструкционных чугунов лучшими в этом отношении
Марка, чугуна

,

г/см
2

,
1/°С

,
кал/см
·
с
·
°С

,
кал/г
·
°С

От СЧ 12
-
28 до СЧ 18
-
36

СЧ 21
-
40
до
СЧ 28
-
48

СЧ 32
-
52 и СЧ 36
-
56

СЧ 40
-
60

до

СЧ 44
-
64

6,8

7,2

7,0

7,3

7,2

7,4

7,3

7,5

10

11

10

11

10

11,5

11,5

12

0,11

0,13

0,10

0,12

0,10

0,12

0,0
9

0,11

0,12

0,13

0,12

0,13

0,12

0,13

0,12

0,13

15


являются серые чугуны: из них получают отливки без прибылей и с наибол
ь
шим выходом годного металла.

В настоящее время 90 % отливок из чугуна


это серый чугун. Его отличают хорошая жидкотекучесть, небольшие усадка и
склонность к трещинообразованию и газопоглощению. Кроме того, серый ч
у
гун имеет хорошие технологические свойства и самую низкую стоимость

[
8
]
.

СЧ
имеют ни
зкие прочностные и пластические
свойства, выс
окую чувс
т
вительность к толщине
стенки о
тливки, что должно уменьшать их
термосто
й
ко
сть. В то же время
эти чугуны
обладают
по
вышенной теплопроводностью,
что
спос
обствует уменьшению термических
напряжений и повышению терм
о
стойкости
.

В
СЧ
, бл
агодаря наличию пластинчатого
графита, ск
орость распростр
а
нения трещин в
условиях терм
оциклирования настолько велика,
что уже пе
р
вы
е трещины приводят к разрушению
чугу
на, несмотря на меньший уровень
термических н
апряжений вследствие повышенной теплопроводности
.

В качестве термостойкого
материала в одних случаях предлагают
С
Ч,

подверг
нутый легированию для повышения
прочностных с
войств, в других


высокопрочного

или
чугуна с вермикулярным графитом
[1
2
]
.


1.3
Модифицирование чугуна для оптимизации структуры


Чугун с вермикулярным графитом ЧВГ обладает рядом специфических
свойств, которые выдвигают его в число новых перспективных конструкцио
н
ных материалов для отливок различного назначения. Этот материал

может быть
использован взамен серого чугуна для ряда от
ветственных деталей общего м
а
ши
ностроения, к материалу которых по услови
ям их работы предъявляются п
о
вы
шенные требования по прочностным и пластиче
ским характеристикам.
Свойствен
ное для ЧВГ сочетание
высоких механически
х свойств и повыше
н
ной теплопро
водности делает весьма перспективным применение этого мат
е
риала для отливок, работающих в условиях теплосмен и значительного переп
а
да температур,
например, в дизелестроении

[5]
.

16


Вермикулярный графит имеет ф
орму взаимосвязанных лепестков, но в
отличие от пластинчатого графита лепестки вермикулярного графита имеют
меньшую длину, большую толщину и округлую форму кромок.

ЧВГ

получают, как и высокопрочные чугуны, модифицированием, только
в расплав при этом вводит
ся меньшее количество сфероидизирующих элеме
н
тов. Специфическое сочетание физических, механических, технологических и
эксплуатационных свойств достигается в ЧВГ при условии, что содержание
вермикулярного графита в структуре чугуна составляет не менее 80

90

%, о
с
тальное



ш
аровидный графит
; пластинчатый графит не допускается.

По прочности ЧВГ находится на уровне высокопрочных серых чугунов
СЧ
30

СЧ40 или превосходит их, однако пластичность, ударная вязкость, ок
а
лино
-

и ростоустойчивость, сопротивляемость ко
ррозии, герметичность ЧВГ
выше, чем у СЧ.

Теплофизические свойства чугунов занесены в таблицу

3.


Таблица 3


Теплофизические свойства чугунов
чугунов в интервале 20

100

°С

Тип и марка чугуна

α
·
10
6
, °С
-
1

с, Дж

/

кг
·

°С

λ, Вт

/

м

·
°С

Серый с
пластинчатым графитом
ГОСТ 1412
-
85):

СЧ10

СЧ18

СЧ20

СЧ30

СЧ35

8,0

9,0

9,5

10,5

11

12

460

470

(586

628)

480

525 (586

628)

502

545 (628

670)

60,0

57,5

54,0

46,0

42,0

37,6

Чугун с вермикулярным графитом
ГОСТ 28394
-
89):

ЧВГ30

ЧВГ35

ЧВГ40

ЧВГ45

12

14

12

14

480

550

480

550

47,0

51,0

37,0

41,0

Чугун с шаровидным графитом
ГОСТ 7293
-
85):

ВЧ35

ВЧ45

ВЧ60

ВЧ80

ВЧ100

11,5

12,5

10,0

11,0

9,0

10,0

460

502 (586

628)

502

523 (628

670)

523

565 (628

670)

37,6

46,0

33,5

41,9

29,3

37,6

17


ЧВГ превосходит высокопрочный чугун

с шаровидным графитом ЧШГ
по демпфирующей способности, теплофизическим и некоторым специальным
свойствам тепло
-

и температуропроводности, термоусталостной стойкости,
размерной стабильности в условиях теплосмен. ЧВГ более технологичен, чем
СЧ высоких м
арок и ЧШГ. Отливки из ЧВГ, как правило, можно изготовлять
без прибылей. По сравнению с СЧ высоких марок и ЧШГ склонность к отбелу у
ЧВГ ниже, что позволяет получать тонкостенные отливки бе
з отбела в литом
состоянии [7].

Как и у других типов чугуна, структ
ура металлической основы ЧВГ рег
у
лируется посредством легирования и термической обработки.

Однако производство ЧВГ требует очень жесткого металлургического
контроля, так как вермикулярный графит получается в узком интервале соде
р
жания модифицирующих
добавок [8].

Обработка ма
гнием, титаном, цирконием и РЗМ
.

Известные классич
е
ские способы получения отливок из ЧВГ, основанные на недомодифициров
а
нии чугуна сфероидизаторами обладают устойчивостью ввиду чрезвычайно у
з
ких пределов остаточного содержания магн
ия 0,015

0,025

%. Малые присадки
вермикуляризатора в исходный расплав ведут к образованию пластинчатых
включений графита, что чревато резким снижением прочностных свойств, н
а
против, повышенные


к сфероидизации графитных включений и появлению
дефектов ус
ад
очного происхождения в отливках.

Большинство хим
ических
составов модификаторов, используемых в про
-
изводстве отливок из ЧВГ, содержат один или несколько деглобуляриз
а
торов.
Хотя механизм влияния этих элементов на графитообразование в достаточной
мере не
изучен, однако замечено, что присутствие титана в расплаве расширяет
область крис
таллизации ВГ в магниевом чугу
не

[1
2
]
.

Способ получения чугуна с ©контролируемымª ВГ предложил Р.Д, Ше
л
ленг. Согласно этому предложению, при пониженном содержании M необх
о
димо иметь в чугуне определенное количество Ti. В структуре такого чугуна
обычно наблюдают преимущественно вермикулярные включения графита, а о
с
18


тальные


в виде сферолитов. Промышленное производство отливок из ЧВГ по
методу было реализовано обработкой исхо
дного электропечного расплава сп
е
циально разработанной лигатурой, состав которой указан в таблице

4
.


Таблица

4



Химический состав лигатуры

Mg, %

Ti, %

Ce, %

Ca, %

Al, %

Si, %

Fe, %

4

5

8,5

10,5

0,2

0,35

4,0

5,5

1,0

1,5

48

52

остальное


При этом, по
мнению разработчиков лигатуры, Ti частично нейтрализует
сфероидизирующий эффект M, связывая его в устойчивые химические соед
и
нения, а C нейтрализует избыток S за счет образования более устойчивого
сульфида CS.

Величина присадки
этой лигатуры зависит от
метода ввода, температуры
жидкого чугу
на и исходного содержания серы
[1
3
].

Еще один способ легирования титаном и магнием с добавлением церия и
циркония предложили ученые из Минска.

Для изучения совместного влияния де
-

и сфероидизаторов на формообр
а
зование графита в синтетический сплав
Fe

C

Si

вводили церий и титан,

что п
о
казано на рисунке 2,
а
.




а




б


в




г

Рисунок
2



Влияние присадок на ССГ
:

а


присадки титана в
Fe

C

Si
-
сплав, обработанный 12

%
Ce
;
б



добавок церия в присут
с
т
вии

0,03

% Ti;
в



добавок магния в присутствии 0,03

% Ti;
г



присадки циркония в сплав,
обработанный 0,12

% Ce


19


Количество церия выбирали достаточным для формирования
более 50 %
шаровидных включений от числа всех включений графита на площади шлифа
0,12 % к массе навески Fe

C

Si
-
сплава. Возрастающие присадки титана зак
о
номерно снижали степень сфероидизации графита ССГ, то есть форма гр
а
фитных включений изменялась от
шаровидной ШГф4 к вермикулярной
ВГф3, ВГф2, ВГф1, далее


к колониям графита переохлажденной эвтектики и
затем к крупнопластинчатым образованиям.

Титан, введенный совместно
с церием, расширяет концентраци
онный и
н
тервал образования ВГ
в синтетическом чу
гуне в сравне
нии с присадкой чист
о
го церия. Добавки

чистого церия в синте
тический
Fe

C

Si
-
сплав способ
ствуют
кристаллизации графита вермикулярной

формы в преде
лах 0,02

0,09

%. При
наличии 0,03%
Ti

интервал образования ВГ несколько расширяется, с
мещаясь в
сторону больших доба
вок церия рис.
2
,
б

и составляет 0,05

0,13

%. Смещение
ин
тервала ВГ в сторону больших концентраций можно объяснит
ь взаимодейс
т
вием титана с угле
родом. Связывая часть углерода, титан препятствует
форм
и
рова
нию графитных

включений вермик
улярной формы при неболь
ших конце
н
трациях церия.

Более заметное расширение интервала формообразования ВГ в синтет
и
ческом сплаве
Fe

C

Si

наблюдается при добавках

тита
на к магнию. При доба
в
ках

чис
того магния в синтетический
Fe

C

Si
-
сплав ВГ образуется в
интервале

0,0084

0,016

%. До
полнительное введение 0,03

%
Ti

расширяет эти пределы до
0,011

0,
029

% рис.
2
,
в
. Сме
щение интервала кристаллиза
ции ВГ в сторону
больших кон
центраций магния происходит, вероятно, в ре
зультате взаимо
де
й
ствия титана с компонента
ми

сплава и изменения условий гра
фитообр
а
зо
ва
ния.

В отличие от титана

поведение циркония в чугуне неодно
значно. Следует
отметить, что о
н характеризуется повышенным химическим сродством к сере и
га
зом. Исследования показали, что

влияние возрастающего количест
во цирк
о
ния на степень
сферо
идизации графита

в синтетическом сплаве
Fe

C

Si
-
эвтектического состава, предва
рительно обработанного цери
ем 0,12

% Се,
аналогично дейст
вию титана. Из рис.
2
,
г

вид
на тенденция десфероидизиру
ю
20


ще
го

действия циркония в цериевом синтетическом чугуне. Однако он спосо
б
ствует формировани
ю более широкой зоны ВГ по срав
нению с титаном
[
1
2
]
.

Модифицирование РЗМ
.

Прочностные характеристики ЧВГ как и его
марка, при прочих равных условиях, существенно
зависят от доли в его стру
к
туре ШГ. Например, остаточные содержания РЗМ в расплаве

в интер
вале ко
н
центраций 0,09

0,16

% обеспечивают получение в чугунах близкого хим
ич
е
ского
состава от
70

до
98

% ВГ
, соответственно, временное соп
ротивление ра
з
рыву при
растяже
нии
от 300

350 до 400

450 МП
а
.

Недостатком

варианта технологии, использую
щей РЗМ, при прочих ра
в
ных услови
ях можно счи
тать лишь б
о
льшу
ю цену присадки лигатуры, со
де
р
жащей относительно дорогие РЗМ.

В
э
той
с
вязи

на основе применения новых эко
логически чистых методов
вводе присадок в жидкий чугун целесообразно использовать лигатуры или пр
и
садки в виде модифицирующих смесей, содержащих
Mg

и РЗМ без десферо
и
дизаторо
в 
Ti

и др, позволяющих удешевить техпроц
есс за
счет з
а
мены части
относительно до
рогих РЗМ более дешевым
Mg

и не оказыват
ь отрицательного
влияния на ших
ту за счет собственного возврат
а.

В
ведение в состав лигатур типа
Fe

Si

РЗМ или
Fe

Si

Mg

РЗМ деглоб
у
ляризирую
щих элементов, в частности
Ti
, не может способст
вовать более ст
а
бильному
получению ВГ, а лишь потребует дополнительного расхода РЗМ на
их нейтрализацию. Кроме того, при отсутствии д
а
нных структурного и мета
л
лографического анализа та
ких лигатур нельзя представить, в какой форме и в
каких химических
соединениях могут находиться о
д
новременно в лиг
а
туре т
а
кие активные элементы, к
а
к
Mg
, РЗМ
(Ce)

и
Ti
. С большой долей уверенно
сти
н
а

основании вышеизложенного можн
о утверж
дать, что в таких лигатурах
ч
а
сть РЗМ и
Ti

будет находиться в связанном состоянии и представлять лишь
бесполезн
ый ба
лласт для участия в физико
-
химических процессах взаимоде
й
ствия лигатуры с компонентами чугуна

[1
3
].

Исследования, проведенные на чистых
Fe

С

Si
-
сплавах, полученных н
а

базе карбонильного железа, монокристалличе
ского кремния и реакторного гр
а
21


фита в атмосфере
а
ргон
а
, позволили
эксперименталь
ным путем найти опт
и
мальное

сочетание активных эле
ментов
-
вермикуляриз
аторов: магния и РЗМ
церия, ит
трия, л
а
нт
а
на, неодим
а
, празеодима для формирования вермикуля
р
ных включений графита

в зависимос
ти от уровн
я серы в исходном расплаве.

Для создания

эффективного комплексного моди
фикатор
а

был разра
ботан
способ изготовления быст
роохл
а
жденной стру
ктуры, так называемый ©чипс
-
мо
дификатор
ª

на основе ферросилиция.

Быстро
охлажденная

структура комплексного мо
дификатора

позвол
яет ей
усваиваться расплавом чу
гуна при более низких температурах 
приблизительно

1200

°С, чем традиционные
кусковые модификато
ры тип
а

ФСМг. Сочетание
большего количес
тва ес
тественно окисленных активных элементов 
Mg

 РЗМ
и элементов
-
стабилизатор
ов в составе комплексны
х
быстроохл
а
жденных
©чипс
-
модифика
торов
ª позволи
ло увеличить время
©
живучести
ª
, то есть с
о
хранить эффект вермикуляризируюшей обработки до 25

30 мин.

Эти преимущество
©
чипс
-
модифик
а
торов
ª

позволили стабилизировать
технологию производства отливок из ЧВГ. В условиях чугун
ного
лит
ья

разр
а
ботан и освоен процесс п
роизводства глуходонных сталераз
ливочных
изложниц

пря
моугольного сечения из ЧВГ мас
сой
более

2,5 т и
средней толщиной стенки
100 мм
[
1
4
].

Модифицирование
Vermiloy
.

В 2001 году, для изготовления чугунных
изложниц из ЧВГ на ОАО ©Чусовской металлургический заводª, Смоленским
отделением ©Российской ассоциации литейщиковª совместно с ООО ©НПП
©Технологияª был разработан комплексный модификат
ор
Vermiloy
. При разр
а
ботке модификатора учитывались особенности производства изложниц на ОАО
©ЧМЗª:



модификатор должен обладать низкой температурой плавления;



модифицирующий эффект должен сохраняться в течение 30 минут;



процесс модифицирования
должен проходить с минимальным

пироэ
ф
ф
ектом и
дымовыделением.

Модификатор был изготовлен ООО ©НПП ©Технологияª, г. Челябинск.

22


В период с 19.11.01 по 12.12.01 модификатор был испытан в условиях о
т
раслевой

научно
-
исследовательской лаборатории

©Прогрессивные
технолог
и
ческие процессы плавки высокопрочного чугунаª НИЛлит Белорусской гос
у
дарственной политехнической академии БГПА, г.

Минск. Испытания пров
о
дились с учетом особенностей производства изложниц в литейном цехе
.
Темп
е
ратура чугуна перед

модифициро
ван
ием составляла
1260

1320

°С на желобе
вагранки. Химический состав исходног
о чугуна был следующим: углерод



3,4

3,6

%
,

кремний



1,75

2,0

%
,

марганец



0,5

0,65

%
,

хром



до 0,1

%
,

титан



до 0,1

%
,

сера



0,02

0,03

%.

Результаты испы
таний показали, что
Vermiloy

позволяет при низких те
м
пературах 1260

1320

°С модифицирования получать вермикулярную форму
графита в чугуне при расходе модификатора 1,0

1,4

% к массе обрабатываем
о
го металла

[1
5
].

Модифицирование
CompactMag
.

Производство ЧВГ поср
едством мод
и
фикатора
CompactMag

компании
©ЭЛКЕМª. Модификатор
CompactMag

прои
з
водится на основе ФС45 и содержит 5

6

% магния и 5
,
5

6
,
5

% РЗМ.

РЗМ оказывают положительное воздействие на чувствительность микр
о
структуры к толщине сечения отливки, минимизируя различия
структур в то
н
ких и толстых сечениях. Помимо этого, высокое содержание РЗМ в модифик
а
торе позволяет легко контролировать процесс обработки по сравнению с обы
ч
ным ФСМг или магнием, что обеспечивает получение заданных степеней у
с
воения элементов из модификат
ора.

На рисунке
3

приведены примеры микроструктур, полученных с ис
-
пользованием навески 0,35 % стандартного модификатора типа ФСМг 6 % M,
1 % РЗМ и модификатора
CompactMag
. Из фотографий микроструктур видно,
что сечение отливки толщиной 5мм, полученной

с использованием стандартн
о
го ФСМг, в основном содержит графит шаровидной глобулярной формы, в то
время как микроструктура сечения толщиной 35 мм той же самой отливки
представляет собой, главным образом, структуру серого чугуна.


23




а




б



в





г

Рисунок
3



Пример срав
нения метода обработки расплава
:

а

и
б



обработка
ФСМг
;
в

и
г



обработка
CompactMag


Навеска же модификатора
CompactMag

в объѐме 0,35 % вес обеспечивает
формирование преимущественно графита компактной формы в обоих сечениях,
хотя неизбежно большее количество глобулярного графита обнаруживается в
сечении толщиной 5 мм. Данный факт подтверждает низкую технологичность
обработ
ки расплава заниженной навеской магния посредством стандартных
марок ФСМг.

В таблице
5

приведено сравнение свойств отливок, полученных на лите
й
ном заводе, который использовал два способа обработки расплава: Ф
СМг

+

Ti и
модификатор
CompactMag
.



Таблица
5



Сравнение
механических свойств

СЧ

и ЧВГ, полученного двумя способами

обработки расплава: ©магний

+

титанª и модификатором

CompactMag
.

Свойств
а

СЧ

(
ISO 10
0)

ЧВГ обработано
ФСМг и титаном

ЧВГ обработано

модификатором
CompactMag
)

Предел текучести,
МПа



290

330

Предел прочности на разрыв, МПа

100 мин

365

380

Относительное удлинение, %

0,5

4,5

5

24


В первом случае навески составляли 1
,
3

% ФСМг и 0
,
5

% FeTi, а при вт
о
ром варианте использовали только навеску 0
,
35 % модификатора
CompactMag
.
Обработку
осуществляли в ковше ©сандвичª процессом.

Были отмечены лучшие значения предела текучести и предела прочности
на разрыв. Кроме того, меньшая величина
навески модификатора
CompactMag

позволила не только получить значительную экономию себестоимости отливки
за счет снижения затрат на модифицирование, но и способствовало формиров
а
нию мень
шего количества шлака [1
6
].

Модифицирование

барием и кальцием
.
Способ модифи
цирования
включает введен
ие в чугун смеси, содержащей сили
кобарий и силикокальций.

П
ри введении комплексного мо
дификатора типа
Fe

Si

Ba

в расплаве о
б
разуются высокодиспер
сные включения, влияющие на воз
никновение в жи
дком
чугуне зародышей кристалли
зации. Барий а
ктивно способствует

очистке ра
с
плава от примесе
й. Для эффективной очистки чугу
на от примесей, что помогает
образованию в нем ВГ и ШГ, в него не
обходимо вводить 1,5

2,5 % сме
си от
массы расплава чугуна.

При вв
едении в расплав силикобария

(
более

60

% от состава модифиц
и
рующей
смеси в чугуне могут накапливаться н
еметаллические включения,
снижа
ющие его свойства. Кроме

того, при введении в расплав
более

60

%
Si
Ва
в структуре чугуна образуется повышенное к
оличество графита больших ра
з
ме
ров, снижающих его свойс
тва. При добавлении в расплав
менее

40

%
Si
Ва

не
происхо
дит достаточной

очистки расплава чугуна от при
месей.

Содержащи
йся в силикокальции кальций спо
собствует очистке расплава
чугуна от примесей, а кремний


к
образованию центров кристаллизации гр
а
фита, пр
и этом кальций при повы
шенном коли
честве приводит к отбелу чугуна.
Введение
SiCa

в расплав способ
ствует его рафинированию от при
месей и обр
а
зованию в его структуре ВГ и ШГ.

При добавлении в чугун
SiCa

на его частицах образуется тугоп
лавкий
шлак из оксидов
СаО, сни
жающий его усвоение и требующий повышенного его
расхода. Поэт
ому при введении в расплав чугуна
более

60

%
SiCa

от модиф
и
25


цирующей смеси может происходить отбел

отливок и их загрязнение неус
в
о
ившимися его ча
стицами в виде шлака, что снижа
ет их
свойства и является
причиной брака отливок.


Таблица

6



Зависимость структуры и свойств чугуна от состава смеси

Смесь

SiСа/
SiВа,

%

Расход
см
е
си, %

Структура чугуна

Металлическая
основа, %
П/Ф/Ц

Механические
свойства

Форма
ГВ, %

Соотношение
ГВ, %

Длина ГВ,
мкм

σ
в
, МПа

НВ

1

30/70

2

вг

+

шг

90

+

10

90

1
800

45

90

90/10/


372

180

2

40/60

2

вг

+

шг

87

+

13

45

180

15

90

96/4/


390

195

3

50/50

2

вг

+

шг

80

+

20

45

90

15

45

100/

/


520

238

4

60/40

2

вг

+

шг

95

+

5

45

90

15

45

100/

/4

494

276

5

70/30

2

вг

+

пг

85

+

15

45

90

45

90

100/

/10

364

303


Уменьшени
е содержания
SiCa

в модифицирующей смеси
менее

4
0

%
приводит к повышению содержа
ния в ней
Si
Ва
,

что влечет описанные недо
с
татки.
Оптимален состав смеси, содержащий 40

60

%
Si
Ва

и 40

60

%
SiCa
. При
введении в чугун
менее

1,5

%

модифицирующей сме
си не происходит

эффе
к
тивной его очистки от при
м
есей и образования ВГ и ШГ, а
более

2,5

% смеси
от массы расплава приводит к тому же и
з
-
за "перемодифицирования"
.

Результаты испытаний

показывают, что
наилучшие механические свойс
т
ва чугуна достигаются при соотношении компонентов в модифицирующей см
е
си
2

4.

Выход составов смеси за пределы предлагаемых соо
тношений в ней
компонентов

при
водит к снижению ме
ханических свойст
в чугуна. Так, в сост
а
ве с со
держан
ием
Si
Ва

более

60% предел прочности и твер
дость чугуна меньше
вследствие образования в его структуре повы
шенных количеств феррита и
вклю
чений гра
фита больших размеров, а состав

с содержанием
SiCa

более
60

%
приводит к снижению
σ
в

и резкому повыше
нию НВ
чугуна, что связано с об
р
а
зованием пластинчатого графита и цементита в его структуре.

Результаты и
с
пытаний показывают, что наилуч
шие механические свойства чугуна достиг
а
26


ются при введении в его расплав смеси предлагаемого состава в количестве
1,5

2,5

% от е
го массы, при котором соотношение ШГ

+

ВГ

должно

составля
ть

40

60

%
.

Исследования показали, что, применяя модификаторы с Са и Ва, в час
т
ности
Si
Ва

и

SiCa
,
в определенном соотношении, можно получить высокопро
ч
ный чугун с ШГ и ВГ марок ВЧ40, ВЧ50 без
применения модификаторов, с
о
держащих
Mg
,
Ce
,
Y
. Разработанное модифицирование, в отличие от традиц
и
онного, не приводит к пироэффекту и дымовыделению, обеспечивая экологич
е
ски чистое и более дешевое производство п
олучения такого чугуна


[1
7
].

ЧВГ имеет в 2 раза
большую те
рмостойкость, чем ЧШГ и в 6 раз
бол
ь
шую, чем

СЧ, что объясняется его более
высокой тепл
опроводностью и мен
ь
шим уровнем
термических напряжений по сравнени
ю с ЧШГ и
меньшей скор
о
стью распространения трещин по
сравнению с
С
Ч.

Можн
о предположить, что наличие небольшого

количества вер
микуля
р
ного графита в ЧШГ, мало
влияя

на его теплопроводность, может
способств
о
вать

ускоренному развитию отдельных
трещин
и тем самым снижать термич
е
скую стойкость чугуна [1
1
].

Литейные

свойства

сплавов оценива
ют жидкотекучестью, усадкой, а
также склонностью к образованию пористост
и ликвации, горячих и холодных
трещин. От литейных свойс
тв зависит не только возможность
получения сло
ж
ной отливки, но и ее конструкционная прочность, так как

многие де
фекты

л
и
той структуры



пористость, ликвационная неоднородность,

микротрещ
и
ны



эффектив
ные концентраторы

напряжений.

Литейные свойства сплавов тем вы
ше, чем меньше их температурный
и
н
тервал кри
сталлизации. В связи с этим наибол
ее высокими литейными

свойс
т
вами обладают сплавы, испытывающие эвтектическое превращение

[
18
]
.

Наилучшими литейными свойствами среди всех металлических матери
а
лов обладают чугуны.

Ч
ВГ более технологичен, чем серый
чугун высоких марок и
ЧШГ
. Усадка

чугуна с вермикулярным графитом мень
ше, чем усадка чугуна с пластин
чатым
27


графитом. Ч
ВГ
имеет склонност
ь
к отбелу ниже, чем серый чугун и в
ысок
о
прочный чугун с шаровидным
графитом, и меньшую, по сравнению с серым
чугуном, чувствительность

к толщине стенок. Поэтому из чугуна с вермик
у
лярным
графитом можно

получать более тонкостенные отливки без отбела.
Следует отметить, что

обрабатываемость резанием у чугуна

с вермикулярным
графитом значи
тельно лучше, чем у стали и высокопро
чного чугуна с шар
о
видным графи
том. Особенно эффективно использован
ие

чугуна с вермикуля
р
ным графи
том для отливок большой массы и деталей сложной конфигурации
блоки

двигателей, головки цилиндров и др.. П
ри этом отливки из чугуна с
вер
микулярным графитом на 20

25 % дешевле, чем отливки из ковкого чугуна

и высокопрочного чу
гуна с шаровидным графитом.

Следует отметить, что сочетан
ие высоких механических свойств
прочн
о
сти и пластичности и повыш
енного коэффициента теплопровод
ности по сра
в
нению с высокопрочным чугуном позволяет использовать

чугун с вермик
у
лярным графитом вза
мен серого чугуна для ответственных

деталей общего м
а
шиностроения, особен
но для деталей, работающих в ус
ловиях значительных
перепадов темпера
тур, например в дизелестроении [5].

Механические, физические особенно теплопроводность и литейные
свойства

ЧВГ, с
веденные в таблицу
7
,
существенно зависят от количества ШГ,
образующегося одновременно с ВГ. При
этом
,

чем больше ШГ, тем выше
σ
в
,
ниже
λ и больше объем усадочных рако
вин
W
р
.


Таблица

7



Зависимость с
войств ЧВГ от

содержания

ШГ в структуре металла

Относительное количество
ШГ % от всей площади,
занятой графитом

σ
в
, МПа

δ, %

λ,
кал/см
·
с
·
°С

W
p
, %

10

20

20

30

40

50

320

380

380

450

450

500

2

5

2

6

3

6

0,120

0,125

0,115

0,120

0,09

0,10

1,8

2,2

2,0

2,6

3,2

4,6


28


Оптимальн
ое сочетание
этих свойств
обеспечивает ВГ с 20

30

% ШГ при

составе: 3,5

3,6

% С, 2,4

2,6

% Si
, 0,6

0,8

%
Mn
, 0,02

0,06

% Р и 0,10

0,15

%
РЗМ.

При этом важно отметить, что чугун с вермикулярным графитом сохр
а
няет высокие показатели механических свойств и в отливках с толстыми сте
н
ками
, что показано на рисунке
4
.



Рис
унок
4



Влияние толщины стенки отливки на прочность чугуна

с вермикулярным и пластинчатым графитом


Л
инейная свободная усад
ка
ЧВГ
равна линейной усадке СЧ около 1

%).


в 1,5

2 раза

меньше, чем у
ЧШГ, и лишь не
много превосходит
W
р СЧ.

Перевод от
ливок из СЧ на ЧВГ

возможен без

переделки моделей и ли
т
никово
-
питающей системы; однако
для сложных фасонных и малотех
нологи
ч
ных отливок необходимо
п
рименение некоторых более эффективных мер по
питанию отливок с
обеспечением п
ринципа направленного затверде
вания.

Стабильная технология модифицирования и хорошие литейные свойства
ЧВГ дают возможность получать из этого материала качественные сложные
фасонные отливки, как тонкостенные, так и мас
сивные массой от десятк
ов к
и
ло
грамм до нескольких тонн

[5].


29


1.4

Защитные покрытия, применяемые для металлических форм


Повышение качества литых заготовок всегда было и остаѐтся одним из
в
ажнейших вопросов в машинострое
нии. В связи с этим
не прекращаются п
о
пытки модерни
зации,
казалось бы, о
тработанных десятилетиями техно
логич
е
ских процессов производства, что, отчасти,
стано
вится возможным только бл
а
годаря освоению ранее не ис
пользуемых в отрасли материалов
[
1
8
]
.

Чтобы предохранить изложницу от теплового удара заливаемого металл
а
и получить возможность регулировать интенсивность отвода тепла при кр
и
сталлизации металла в форме, на изложницу наносят теплоизоляционный мат
е
риал.

Широко распространено в качестве теплоизоляции использование сухого
кварцевого песка. Высокая теплостойкос
ть кварца Т
п

больше

1700

°С, его х
и
мическая инертность и низкая стоимость делают этот материал наиболее пр
и
годным для изложниц.

Недостаток сыпучей теплоизоляции в том, что в поры между песчинками
может проникать жидкий металл, образуя трудноудаляемый металлизованный
пригар. Разумеется, чем мельче песчинки,
тем

меньше поры и тем меньше во
з
можность образования такого пригара. Кроме т
ого,
при

использовании песка
без связующего на теплоизоляции образуются
волны, что

увеличивает припуск
на механообработку
.

Исследования показали, что, чем крупнее зерна песка, тем н
а

большей
толщине образу
ется ровный слой теплоизоляции.
Теплоизоляция может быть и
иная. Это может быть слой краски с теплостойким наполнителем цирконом,
дистен
-
силлиманитом, графитом и т.д., слой формовочной смеси песчано
-
глинистой, песчаной
с
ж
идким
стеклом

и

др.

[1
9
]
.

Сегодня в условиях увеличения
объѐмов производства машиностроител
ь
ного сектора и повышения требований к качеству литых заготовок наиболее
перспективный способ получения отливок


литьѐ в кокиль. Один из сдерж
и
вающих факторов для развития этого способа


поверхностные дефекты отл
и
30


вок, о
бразующиеся на границе металл
-
форма. ©Природуª этих дефектов можно
условно разделить на технологическую обусловленную геометрией отливки,
особенностями оснастки и технологии и т.д. и физико
-
химическую обусло
в
ленную процессами, происходящими при заливке
на границе металл
-
форма. В
силу ряда причин улучшить технологичность отливок можно не всегда, в связи
с чем один из немногих способов повышения качества поверхности заготовок


применение новых шихтовых материалов и альтернативных ПП. Главное н
а
правление
работы


разработка универсального нетоксичного покрытия со
свойствами, помогающими получить качественную литую поверхность и, о
д
новременно, максимально защитить форму от износа.

На базе предприятия ВПК ОАО СПб ©Красный Октябрьª и кафедры
МТиОЛП ©СПбГПУª б
ыли апробированы и исследованы кокильные ПП на о
с
нове водного раствора кремнезоля. Использовали отечественный раствор ©С
и
золь
-
30ª компании ©Армосилª. Выбор был обусловлен, в первую очередь, тем,
что по основным технологическим показателям продукт этого про
изводителя
не уступает зарубежным аналогам, производства КНР и США, что нем
алова
ж
но при отказе от импорта [
20
].


1.5

Требования, предъявляемые к защитным покрытиям


Для уменьшения температуры рабочей поверхности кокиля, а следов
а
тельно, для уменьшения пере
пада температуры по ее сечению следует умен
ь
шить интенсивность теплообмена между жидким металлом и контактирующей
поверхностью. Этому способствует нанесение на рабочую поверхность тепл
о
изоляционных покрытий.

Различные теплоизолирующие покрытия, наносимые
на рабочую повер
х
ность изложниц, уменьшают непосредственное воздействие теплового потока
на материал формы и замедляют ее разрушение, поэтому в отличие от красок,
применяемых при литье в разовые формы, покрытия металлических форм н
а
зывают защитными.

31


Интенс
ивность теплового воздействия отливки на рабочую поверхность
металлической формы зависит от коэффициента теплоотдачи α, Вт/м
2
·
°С, через
многослойную плоскую стенку, состоящую из газового зазора, слоя защитного
покрытия и формы, определяется по формуле:







(1)


где
x
заз
,

x
кр
,

x
2



толщины
газовой прослойки, слоя краски, стенки формы, соо
т
ветственно, м;

λ
эф



эффективная теплопроводность газовой прослойки, учитывающая
передачу теплоты через газ теплопроводностью и лучеиспусканием, Вт/м
2
·
°С;

λ
кр
, λ
2



теплопроводность краски и материала формы,

Вт/м
2
·
°С;

α
2



коэффициент теплоотдачи от наружной стенки формы,

Вт/м
2
·
°С.

Если же газовая прослойка, возникающая после образования на повер
х
ности отливки прочной корки, отошедшей от стенок металлической формы
вследствие усадки, еще отсутствует, то формула будет иметь вид:







(
2
)


Температурные поля форм для данного протекания процесса теплопер
е
дачи представлены на рисунке

5
.

При отсутствии защитного покрытия рисунок
5
,
а
 в начале процесса на
поверхности кокиля устанавливается температура
t
1
, равная температуре ра
с
плава в зоне контакта со стенкой формы.

При наличии защитного слоя рисунок
5
,
б
 до температуры
t
1

нагревается
соприкасающаяся с расплавом поверхность покрытия
.


32



а б

Рисунок
5



Темпера
турные поля металлических форм:

а



неокрашенного,
б



окрашенного


Рабочая же поверхность формы при этом нагревается до более низкой
температуры
t
2
, так как коэффициент теплопроводности

покрытия значительно
меньше, чем материала формы. Поэтому в толще защитного покрытия образ
у
ется температурный перепад
t
1



t
2

[2
1
].

Уменьшение максимальной температуры нагрева рабочей поверхности
кокиля при использовании полимерной краски указывает на
возможность ее
применения в качестве одного из эффективных средств повышения стойкости
кокилей.

Результаты экспериментов позволяют сделать заключение о том, что с
точки зрения снижения температуры нагрева рабочей поверхности

формы

а,
следовательно, повышен
ия его стойкости против трещин, сетки разгара и о
т
рывка, наиболее оптимальным следует считать двухслойное покрытие с казе
и
новой краской и использование составной конструкции

[
2
2
]
.

Основными требованиями к покрытиям являются:



к
роющая способность;



высокая адгезия к поверхности;



термостойкость;



износостойкость.

Противопригарные покрытия ПП для литья в металлическую форму

о
б
ладают весьма низкой кроющей способностью, в то время как измерение кра
е
33


вого угла смачивания поверхностного натяжения свиде
тельствуют о значител
ь
ных силах адгезии между наполнителем и связующим. Расчеты с использов
а
нием известных соотношений для работы адгезии показали, что корректно оц
е
нить процесс торможения кроющей способности огнеупорной ПП можно по
теплоте смачивания, кот
орая соответствует работе адгезии пр
и образовании н
о
вой поверхности

[
19
].

При литье 



сплавов рабочая температура формы при заливке металла
находится в пределах 680

8
00

°
С, а температурный интервал от заливки до о
х
лаждения 800…300

°
С. Исходя из данных
условий работы, в ОДО ©Эвтектикаª
разработано ©Покрытие разделительное. Краска для металлических формª ТУ
100196035.007
-
2001).
К
раска

представляет собой защитное покрытие

средней
теплопроводности

(
λ
кр

приблизительно

0,3 Вт/м
2
·
°
С

для
нанесения на
форм
о
образующ
ую

поверхност
ь кокиля. По
ставляет
ся в виде

концентрат
а, который
разводится технической водой
в соотношении: 1 ч. краски на 1

3 ч воды
.
Кра
с
ка н
ан
о
с
ится с помощью системы

распыления

или
краскопультом.

При литье алюминия
форма

должна окрашиватьс
я теплоизолирующими
красками с низким коэффициентом теплопроводности. Разработанный комп
о
нентный
состав теплоизолирующих красок
обеспечивает низкую теплопрово
д
ность. Такие краски не содержат канцерогенных веществ типа прокаленного
асбеста. Разработанные кр
аски при литье 
-
сплавов обеспечивают эффекти
в
ную прочность сцепления с поверхностью формы, эрозионную и термическую
стойкость,

об
ладают низкой газотворностью

[2
1
].

Адгези
я покрытия к материалу изложниц
.

Защитные покрытия фо
р
мируются при разных вариантах
контакта ПП с поверхностью формы. Наиб
о
лее распространѐнный параметр оценки взаимодействия


статический краевой
угол смачивания. Однако подобная конфигурация системы встречается дост
а
точно редко, более распространены варианты контакта жидкости с подложкой

при образовании краевого угла натекания и отекания.

Для более точной характеристики пригодности используемых наполнит
е
лей для красок изучали поверхностное

натяжение полученных составов.
П
о
34


скольку коэффициент поверхностного натяжения, так же как краевой уг
ол см
а
чивания углы натекания и отекания, напрямую зависит от концентрации н
а
полнителя, анализ этих параметров позволяет косвенно судить о пригодности
того или иного состава ПП для конкретного материала формы. Выбор методики
был ограничен рядом критериев,

среди которых: скорость испаряемости, сед
и
ментационная устойчивость, наличие отсутствие ПАВ

поверхностно
-
активных веществ

и т.д. Из ряда существующих методик определения коэ
ф
фициента поверхностного натяжения наиболее приемлем метод счѐта капель.

Для а
нализа расхода наполнителя и визуальной оценки красочного слоя
эти понятия характеризуют кроющую способность краски исследовали ост
а
ток массы на плите по методике фирмы ©Людексª: покровное стекло с извес
т
ными площадью поверхности и массой окунали в суспе
нзию, высушив
али при
20

°C под углом 45
°

к

плоскости стола, после чего пробы взвешивали и по
разности масс определяли
количество налипшей суспензии.

Такие замеры, п
о
мимо прочего, помогают оценить изменение текучести краски, при неизменных
показаниях
вискозиметра.

Как показали исследования, ПП для литья в
форму

обладают весьма ни
з
кой кроющей способностью, в то время как измерение краевого угла смачив
а
ния поверхностного натяжения свидетельствуют о значительных силах адгезии
между наполнителем и связующи
м. Расчеты с использованием известных соо
т
ношений для работы адгезии показали, что корректно оценить процесс торм
о
жения кроющей способности огнеупорной ПП можно по теплоте смачивания,
которая соответствует работе адгезии при образовании новой поверхности.

Положительные результаты первых опытных плавок показали сущес
т
венное снижение брака по газовым раковинам на 40

60

%, в зависимости от
применяемого наполнителя и пригару, а также были выявлены проблемы, тр
е
бующие дальнейшего более детального изучения, пер
воочередная из которых


улучшение адгезионных и седиментационных свойств полученных красок. Н
е
смотря на улучшение качества поверхности отливок, на отдельных опытных з
а
готовках из
-
за подтѐков краски встречалась локальная рыхлота, что может об
ъ
35


ясняться как
гравитационными силами, так и изменениями в микроструктуре
краски под действием молекулярных преобразований.

Один из факторов, влияющих на адгезионные свойства покрытия, форма
зѐрен наполнителя, что в случае с перламутром играет двоякую роль. Особе
н
ность э
той породы


пластинчатая структура микрочастиц, что, с одной стор
о
ны, помогает добиться чистоты поверхности, соизмеримой с результатами то
ч
ного литья, а с другой, ослабляет адгезионные свойства краски. Из нескольких
вариантов улучшения свойств ПП простейш
ий


добавка ПАВ, выбор состава и
доз
ировки которых прорабатываются
[
20
]
.

Взаимодействие расплава алюминия с покрытием
.

По мере увелич
е
ния спроса на выплавку алюминиевых слитков,
растут и
требования к чистоте
поставляемого сплава. Поэтому одним из важных свойств покрытия изложницы
является его инертность по отношению к расплаву алюминия либо
низкая
адг
е
зия расплава. Это необходимо для того, чтобы алюминий в процессе криста
л
лизации не загряз
нился посторонними примесями.

Угол смачивания

θ

должен превышать
9
0

°
, только тогда алюминий не
будет реагировать с материалом покрытия.

Заключение по
обзору и постановка задач для исследования
.
Анализ
литературных источников по повышению качества чугуна
для изложниц пок
а
зал, что наибольшей термостойкостью обладают чугуны с вермикулярной фо
р
мой графита ЧВГ. Они имеют более высокую прочность и пластичность,
меньшую чувствительность к толщине стенки и лучше выдерживают термоудар
,

чем чугуны с шаровидным гр
афитом.

Известны различные технологии получения ЧВГ. Наиболее часто для п
о
лучения чугуна с вермикулярной завихренной формой графита применяют
модификаторы на
основе РЗМ мишметалл, реже ферросиликобарий. Колич
е
ство вводимого модификатора зависит от соде
ржания серы в чугуне и необх
о
димости получения в структуре чугуна определенного соотношения вермик
у
лярного и шаровидного обычно количество шаровидного графита не должно
превышать 20

30 %).

36


В связи с повышением цен на литейный и передельный чугуны, прим
е
ня
емые в составе шихты для выплавки ЧВГ, на ряде машиностроительных
предприятий перешли на технологию выплавки синтетического чугуна с пр
и
менением в шихте до 85 % стального лома. Между тем, технология получения
синтетического чугуна с вермикулярной формой гр
афита еще недостаточно о
т
работана и требует совершенствования.

Известно,
что повышение стойкости изложниц достигается нанесением
защитных покрытий на рабочую поверхность изложниц, однако сведения об их
эффективности практически отсутствуют. В связи с излож
енным
,

проблема п
о
вышения эксплуатационной надежности изложниц, особенно применяемых на
водоохлаждаемых литейных конвейерах, остается актуальной. Для
решения
данной проблемы в работе были поставлены следующие задачи:

1

На основе литературных данных и
исследований, проведенных на к
а
федре МиТОМ, разработать технологию получения синтетического ЧВГ
.

2

Изучить основные технологические и эксплуатационные свойства си
н
тетического чугуна
.

3

Обосновать требования, предъявляемые к защитным покрытиям для
металличе
ских изложниц и выбрать состав защитных покрытий
.

4

Изучить свойства покрытий и предложить технологию их нанесения
на рабочую поверхность изложниц.



37


2 Исходные материалы и методика исследований


2.1 Серый чугун, его химический состав


Применяемый
изготовления изложниц серый чугун марки СЧ15 в соо
т
ветствии с ГОСТ 1412
-
85 имеет химический состав, указанный

в таблице

8
[22]
.

Механические свойства чугуна приведены в таблице 9.

Физические свойства чугуна с пластинчатым графитом СЧ15 приведены в
таблице
10.


Таблица
8


Химический состав чугунов

Примечание. Допускается низкое легирование чугуна различными элементами

хромом,

никелем, медью, фосфором и др..


Таблица
9


Механические свойства чугуна

σ
в

σ
0,2

HB

Структура металлической основы

МПа

150



163

210

Феррит Ф

Феррит

+

Перлит Ф

+

П


Таблица
10


Физические свойства чугуна с пластинчатым графитом СЧ15

Плотность

ρ, кг/м
3

Линейная
усадка, %

Модуль у
п
ругости при
растяжении
Е
·
10
2
,МПа

Удельная те
п
лоемкость при

температуре от
20 до 200 °С

с
,
Дж/кг
·
К

Коэффициент л
и
нейного расшир
е
ния при темпер
а
туре от 20 до
200 °С α, 1/С

Теплопр
о
водность
при 20 °С λ,
Вт/м
·
К

7,0
·
10
3

1,1

700

1100

460

9,0
·
10
-
6

59


Марка чугуна

Массовая доля элемента
, %

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера

Не более

СЧ15

3,5

3,7

2,0

2,4

0,5

0,8

0,2

0,15

38


Сплав чугуна готовят в печи Таммана в алундовом тигле, который для
исключения трещинообразования вставлялся в графитовый тигель. Вес плавки
около 1 кг. Сплав СЧ15 получали прямым переплавом заготовок, заранее изг
о
товленных на

ОАО ©КрАЗª, при температуре 1330

1350 °С с последующей
разливкой в подготовленные формы.


2.2 Модификаторы для серого

и высокопрочного чугуна


С
целью повышения стойкости изложниц на основе литературного обзора
было принято решение изготовлять их из
чугуна с вермикулярной формы гр
а
фита. Вермикулярная компактная форма графита обеспечивает получение и
з
ложниц с высокой пластичностью, свойственной высокопрочному чугуну с ш
а
ровидной формой графита и хорошей теплопроводностью, приближающейся к
теплопровод
ности серых чугунов.

С целью снижения содержания серы и фосфора в чугуне ЧВГ и сниж
е
ния его себестоимости выплавляли синтетический чугун. Для получения синт
е
тического чугуна использовали металлозавалку, состоящую из стали катанка
углеродистой стали по
ТУ 14
-
1
-
5282
-
94, диаметром 6,5 мм, химический состав
стали приведен в таблице

11
, ферросилиция марки ФС45 и кокса

[23]
.


Таблица 11


Химический состав стали

Углерод, %

Кремний, %

Марганец, %

Сера, %

Фосфор, %

Не более

0,16

0,1

0,5

0,029

0,029


Предварительно эти материалы подвергали подготовке для обеспечения
плавки в печи Таммана резка, измельчение в соответствии с требованиями
технологии плавки. Затем проводился расчет шихты и взвешивание необход
и
мого количества материала на каждую плавку, у
паковку порции металлозава
л
ки, обеспечивающую условия загрузки порции материала в горячую печь.

39


Плавка велась на мощности, обеспечивающ
ей температуру плавления
1600

1650 °С. После выемки тигля с расплавленным металлом производилось
скачивание шлака, ввод

необходимого модификатора при температуре 1450 °С
и, после его растворения, разливку чугуна в фо
рму. Контроль температуры
пров
одили с помощью термопары ВР5/20 с наконечником из оксида алюминия.


2.3 Исходные материалы для защитных покрытий


Приготовление
водного раствора фосфатной связки
.

При заполнении
металлической изложницы расплавом на основе алюминия, а также при их н
е
посредственном контакте, покрытия неизбежно подвергаются тепловому, мех
а
ническому и физико
-
химическому воздействию. При анализе этих пр
оцессов
необходимо в равной степени учитывать свойства наполнителя и связующего.
Как показали исследования, проведенные ранее на кафедре МиТОМ, электр
о
корунд в сочетании с фосфатной связкой имеет наиболее высокую стойкость к
расплаву алюминия. В данной раб
оте на основе этой композиции был предл
о
жен состав защитного покрытия для изложниц.

Выбор наполнителя
.

В качестве наполнителя покрытий был выбран
электрокорунд, состав которого приведен в таблице

12
.


Таблица 12


Состав электрокорунда

Материал

Содержание
компонентов, %

Al
2
O
3

SiO
2

FeO

Na
2
O

Электрокорунд

ТУ 48
-
01
-
36
-
71)

99,0

99,5

0,10

0,25

0,10

0,25

0,30

0,50


Определенный интерес представляет также применение в качест
ве н
а
полнителя покрытия отходов

углеродистых электродов, который представляет
собой
прокаленную при 1473 К анодную массу, состоящий из 68 % мас не
ф
тяного кокса ГОСТ 22898
-
78 и 32 % мас каменноугольного пека ГОСТ
102000
-
73)

[24, 25]
.

40


Химический состав отработанных электродов приведен в таблице

13
.


Таблица 13


Химический состав отработанных электродов


Для применения в составе защитных покрытий отходы углеродистых
электродов подвергаются дроблению и измельчению в шаровых мельницах.
Основная масса зерновой основы
содержит частицы размером менее 0,05 мм
50 мкм. Свойства прокаленных коксов сведены в таблицу

14
.


Таблица 14


Свойства прокаленных коксов

Истинная плотность, г/см
3

2,0

2,05

Содержание серы, %

Не более 0,8


В настоящей работе в качестве связующего для

покрытий применили о
д
нозамещенный фосфат магния, который получали из оксида магния и ортофо
с
форной 60

%
-
ный кислоты по реакции:


MgO +
2H
3
PO
4

= Mg
(H
2
PO
4
)
2

+ H
2
O





(
3
)


В раствор фосфат магния,
разба
вленного водой до плотности 1,1

1,2 г/см
3
,
вводили 3 % бетонита и эл
ектрокорунд до плотности 2,0

2,1 г/см3 или отходы
электродов до плотности 1,41 г/см3. Составы предложенных покрытий прив
е
дены в таблице

15
.


Таблица

15



Состав защитных покрытий, % мас.


п/п

Водный раствор
фосфата магния

Наполнитель

Бетонит

Примечание

1

40

45

Электрокорунд 52

58

2

3

Н
ан
е
с
ение

крас
копультом на
горячую 200

250 °С изло
ж
ницу

2

57,5

Отходы углеродистых
электродов

40

2,5

Углерод, % мас

Сера, % мас

При
меси Ni, Cr и др, % мас

98

1

1

41


2.4 Кокиль для

изготовления образцов


Заливка

образцов проводилась в соответствующий кокиль,

показанный на
рисунке 5 и

подогретый до температуры 200 °С, с предварительно окрашенной
рабочей поверхностью огнеупорной
корундовой
краской на
фосфатной связке
.
Образцы для испы
таний
, приведенные на рисунке
6

и
7
,

получали токарной о
б
работкой из отливок.




а б в

Рисунок
6



И
спытания механических свойств при температурах 20
и

950 °С
:

а



схема образца;
б



образец;
в



кокиль для заливки



Рисунок
7



Образец для испытания предела прочности

при
температурах

20
и
950 °С


Измерение прочности на растяжение, сжатие, определение модуля упр
у
гости проводили в специализированной лаборатории н
а установке, показанной
на рисунке

8
, при температурах 20 и 950 °С, по три образца на каждое измер
е
ние. Размер образцов для определения прочности на сжатие:
Ø
10
х
14 мм


при
20 °С,
Ø
25х35 мм при 950 °С.


42



Рисунок

8



Внешний вид у
становк
и

для измерения прочности на растяжение,

сжатие, определение модуля упругос
ти при температурах 20 и 950 °С


Образцы для измерения температурного коэффициента линейного ра
с
ширения 
К
Т
Р получали литьем в кокиль, показанный на рисунке

9
, с посл
е
дующей токарной
обработкой

до размера 6х20 мм. Измерения КТ
Р произво
д
и
ли в диапазоне температур 20

950 °С на дилатометре
DIL402
C
, фирмы
NETZSCH
.


Рисунок
9



Кокиль для заливки проб для измерений К
Т
Р


2.5 Плавильная печь


Плавку чугуна проводили в печи
Таммана


э
лектрической печи сопр
о
тивления, показанной на рисунке

10
.


43



Рисунок

10



Внешний вид п
еч
и

Таммана


Характеристика печи
:



Максимальная рабочая температура


2000 °С;



Масса исследуемых материалов


до 400 г;



Возможность продувки инертными газами


есть.


2.6 Оборудование для научных исследований


Исследования микроструктуры осуществляли на оптическом микроскопе
Carl

Zeiss

Axio

Observer

Alm
, показанн
ом

на рисунке

1
1
.



Рисунок
1
1



Внешний вид о
птическ
ого

микроскоп
а

Carl

Zeiss

Axio

Observer

Alm

44



Испытания по Бринел
л
ю проводили на ун
иверсальном твердомере
EMCOTEST
, который показан на рисунке 1
2
.



Рисунок
1
2



Внешний вид у
ниверсальн
ого

твердомер
а

EMCOTEST
M4U 750 G3


По условиям испытаний и требований ГОСТ 9012
-
59 и ГОСТ 23677
-
79
использовали
индентор
-
шарик диаметром 2,5 мм; нагрузка соответствовала 187
кгс, количество измерений


3

[26, 27]
.

При повышенной твердости чугунов, резку образцов производили на о
т
резной машине
ATM BRILLIANT 201
, показанной на рисунке

1
3
.


Рисунок

1
3



Внешний вид отрезной машины

ATM BRILLIANT 201




45


3 Результаты исследований и их обсуждение


3.1 Исследование структуры и свойств серого чугуна


Исследование

микроструктуры осуществляли на оптическом микроскопе
Carl

Zeiss

Axio

Observer.

Микроструктура базового чугуна соответствует сер
о
му чугуну с распределением колоний пластинчатого графита завихренной фо
р
мы длиной 30

120 мкм.
Микроструктур
ы

нетравленного и травленного обра
з
цов указаны на рисунке 1
4

и 1
5
.



Рисунок
1
4



Микроструктура
нетравленого базового чугуна, х500


Металлическая основа этого чугуна следующая: перлит пластинчатый в
количестве 98

% с
межпластинчатым расстоянием 0,8

1,3 мкм. В металлич
е
ской основе наблюдаются небольшие зоны с содержанием феррита в количес
т
ве 20

30 %.



Рисунок
1
5



Микроструктура травленного базового чугуна, х500


В результате проведенного анализа структуру чугуна можно представить
в виде:

46


ПГф2


ПГр3


ПГд45


Пт1


ПФ0


Пд1,0


ФЭЗ

Среднее значение твердости образца чугуна базового состава
составляет
217

±

2

HB.


3.2 Исследование структуры и свойств модифицированного серого
чугуна


С целью повышения термостойкости серых чугунов, применяемых для
изложниц, эксплуатируемых на водоохлаждаемом литейном конвейере, было
принято решение изготавливат
ь их из чугуна с вермикулярной формой графита.
Вермикулярная форма обеспечивает получение литых изделий с достаточной
пластичностью, свойственной ЧШГ и теплопроводностью, приближающейся к
теплопроводности серых чугунов. Как отмечено в литературном обзоре,
для
получения вермикулярной формы графита применяют комплексные РЗМ
-
содержащие модификаторы или высокопроцентный силикобарий ФСБа22,
вводимый в количестве 0,3

%. Ввиду отсутствия силикобария для получения
вермикулярной формы графита использовали мишметал
л марки МЦ50Ж3, к
о
торый содержит церий до 55

%, лантан до 45

%, железо не более 3

%, а также
Nd и Pr до 10

%. РЗМ
-
содержащий модификатор применяют для получения ч
у
гуна с шаровидной формой графита,
однако,

если его применять в меньшем к
о
личестве, то чугун п
олучается в основном с вермикулярной формой графита.
При получении ЧШГ и ЧВГ рекомендуется поддерживать содержа
ние серы в
базовом чугуне 0,005

0,015 %. С этой целью наиболее благоприятно выпла
в
лять синтетический чугун с применением в шихте до 80 % стальног
о лома, с
о
держание серы в котором минимально. Кроме того, применение синтетического
чугуна для изложниц снижает их себестоимость. Исследование свойств синт
е
тического чугуна проводили в сравнении со свойствами базового серого чугуна.
Химический состав иссле
дуемых чугунов приведен в таблице

17
.


Таблица 17


Химический состав исследуемых чугунов

47


Химический состав, %

C

Si

Mn

P

S

МЦ50Ж3

Базовый чугун

3,4

2,5

0,47

0,08

0,08



Предлагаемый чугун

3,3

2,59

0,66

0,022

0,01

0,3

Чугун, легированный медью

3,3

2,59

0,66

0,022

0,01

0,3+0,9 % Cu


Чугун предлагаемого состава отличается меньшим содержанием серы и
фосфора. Металлографические испытания показали, что микроструктура сплава
приближается к чугуну с вермикулярной завихренной формой графита длиной
до 50 мкм, а
также в микроструктуре присутствуют области доэвтектического
белого чугуна.

Микроструктуры нетравленного и травленного образцов указ
а
ны на рисунке
1
6

и
1
7
.



Рисуно
к
1
6



Микроструктура нетравленого

синтетического
чугуна, х500


Металлическая основа чугуна:
перлит пластинчатый в количестве до
96 % с межпластинчатым расстоянием до 0,3 мкм, а также наблюдаются обла
с
ти пластинчатого ледебурита, что связано с достаточно высокой скоростью о
х
лаждения сплава и углеродным эквивалентом ниж
е эвтектического.



Рисунок
1
7


Микроструктура

травленного

синтетического чугуна, х500


48


Результаты можно представить следующим образом:

ПГф2


ПГр3


ПГд25


Пт1


П96


Пд0,3

Сплав имеет достаточно высокую твердость, равную 316

±

10

HB.

Для снижения
отбела, повышения технологических и эксплуатационных
свойств предложенный чугун легировали медью в количестве до 1

%.

Результаты исследования твердости и прочности исследуемых чугунов
приведены в таблице

18
.


Таблица

18



Механические свойства чугунов при
веденная толщина стенки 15 мм

Материал

Темп
е
рат
у
ра

испыт
аний,

°С

Прочность
на сжатие,
МПа

Модуль
упругости
при

сж
а
тии,
МПа

Прочность
при

растяжении,
МПа

Твердость,
HB

Базовый чугун

20

950

1058

35

11775

2606

323

10,7

217

Чугун,

легированный медью

20

950

1382

36,5

11321

2108

211,05

15,39

342

Чугун,

легированный медью
и модифицированный
МЦ50Ж3

20

950

1588

45,4

12339

2048

246,9

23,9

41,4 HRC


Для обеспечения высокой прочности и жесткости заливочный чугун до
л
жен иметь достаточный модуль упругости, как при

низких, так и при высоких
температурах. Из таблицы следует, что наименьший модуль упругости при
сжатии и твердость имеет чугун базового состава, он же имеет и наименьшую
прочность на сжатии при комнатной температуре. Легирование чугуна медью в
значительно
й степени снижает образование отбела при высокой скорости о
х
лаждения в кокиле. В результате твердость чугуна снижается, но остается в
ы
ше твердости серого чугуна. При этом сохраняются достаточно высокие про
ч
ность и модуль упругости. Совместное легирование

медью и модифицирование
49


РЗМ
-
содержащей лигатурой повышает твердость чугуна и прочность, которая
приближается к прочности чугуна с шаровидным графитом.


3.3
Исследование изменения линейных размеров и
коэффициента
термического

расширения

чугунов от температуры


Коэффициент термического расширения КТР серых чугунов с пласти
н
чатой формой графита изучали в сравнении с синтетическими чугунами, мод
и
фицированными РЗМ
-
содержащими лигатурами. Исследования проводили на
дилатометре
DIL402

фирмы ©
NETZSCH
ª в диапазоне 20

950

°
С

с высоким
расширением и точностью. Результаты исследования КТР α и относительного
удлинения при нагреве Δ
L/L
0
)
серого чугуна и синтетического модифицир
о
ванного чугуна приведены на рисунках
1
8

и

1
9
.



Рисунок
1
8



Зависимость относительного удл
инения 1 и КТР 2

О
т

т
емпературы

серого

чугуна


Как следует из рисунка с повышением температуры в интервале 100

600

°С КТР серого чугуна практически не изменяется и происходит плавное
увеличение линейных размеров образцов, а в

области температур 600

700

°С
наблюдается скачкообразный рост КТР и вызванное этим резкое увеличение
линейных размеров. Это связано с тем, что при высокой степени переохлажд
е
ния чугуна в металлическом кокиле недостаточно полно протекает процесс
первичной
графитизации и некоторая часть углерода остается в пересыщенном
50


твердом растворе. В процессе нагревания избыточный углерод выделяется из
твердого раствора, что и вызывает увеличение КТР и линейных размеров о
б
разца. В области 820

°С происходят типичные лине
йные изменения чугуна, св
я
занные с эвтектоидной реакцией и формированием аустенитной структуры.

Модифицирование синтетического чугуна РЗМ
-
содержащей лигатурой
делает неизменной КТР до 800

°С и минимизирует изменение линейных разм
е
ров, что видно на рисунке

1
9
.



Рисунок
1
9



Зависимость относительного удлинения 1 и КТР 2 от температуры

синтетическ
ом

модифицированн
ом

чугун
е


3.
4

Свойства защитных покрытий


Для повышения эксплуатационной надежности изложниц применяют т
е
плоизоляционные защитные покрытия,
которые наносят на рабочую повер
х
ность толщиной 0,3 мм. Практика показывает, что известные водные покрытия
на основе различных наполнителей и связующих бетонит, кремнезоль, жидкое
стекло имеют недостаточную адгезию к материалу изложницы и низкую эр
о
зионн
ую стойкость.

Ранее было показано, что электрокорунд в сочетании с фосфатной свя
з
кой имеет хорошую стойкость в контакте с металлическими расплавами и пр
и
меняется в качестве противопригарных красок при изготовлении отливок в пе
с
чано
-
глинистых
формах, а такж
е суспензий для изготовления керамических
форм по выплавляемым моделям. Их отличительной особенностью является
51


применение в качестве связующего водного раствора ортофосфата алюминия
или однозамещенного фосфата магния в сочетании с электрокорундом или др
у
ги
ми высокоглиноземистыми наполнителями. Введение фосфатов в пасты и
краски повышает их стойкость к коррозии в контакте с расплавами, а также т
е
плостойкость и механическую прочность. В отличие от органических связу
ю
щих фосфаты характеризуются малой газотворн
остью.
Представляет интерес
применение фосфатных связующих для защитных покрытий металлических
форм изложниц, применяемых для изготовления чушки из алюминиевых
сплавов на водо
охлаждаемом литейном конвейере.

Основные требования, предъявляемые к защитным
покрытиям: сохран
е
ние прочности при температурах эксплуатации изложниц; низкий коэффициент
термического расширения материала покрытия, соизмеримый с КТР материала
изложниц; не смачивание покрытий расплавом на основе алюминия и хорошее
смачивание водным рас
твором фосфатной связки материала изложницы; низкая
адгезия расплава алюминия к покрытию и высокая адгезия покрытия к рабочей
поверхности изложниц.

С учетом изложенных требований оценивали некоторые свойства защи
т
ных покрытий при различных температурах. Ре
зультаты исследования прочн
о
сти и термического расширения образцов, изготовленных по рецептуре покр
ы
тий, приведены в таблице

19
.


Таблица
19


Изменение с температурой физико
-
механических свойств покрытий

Свойства

Показатели свойств при температурах, К

4
23

473

573

773

873

973

1173

Прочность при сжатии, МПа

4,52

3,02

7,74

8,72

7,0

6,1

3,78

Термическое расширение
, Δ
l
,

%

0,02

0,03

0,04

0,2

0,4

0,7

0,94


Из таблицы следует, что при нагревании образцов до 773

К их прочность
растет, затем она снижается,
однако ее абсолютная величина остается дост
а
точно высокой. Возрастание прочности при нагреве объясняется достаточным
фосфатным связыванием, сопровождающимся удалением из огнеупорного н
а
52


полнителя и фосфатной связки
абсорбционной и кристаллизационной влаги.
Магнийфосфатная

связка теряет последнюю молекулу воды при температуре
около 773 К. Выше 773 К существует один тетрометафосфат магния
Mg
2
P
4
O
12
.
Характерно, что максимальная прочность образцов достигается до температур
полного обезвоживания связки.

Анализ из
менения размеров образцов при нагреве позволяет выделит
ь
три периода. В первом периоде, в интервале температур до 573 К, наблюдается
незначительное линейное расширение материала, не превышающее 0,04

%. Во
втором периоде 573

773 К рост линейных размеров б
олее заметен, и в трет
ь
ем периоде вновь начинается незначительное изменение линейных размеров.
При нагревании образцов происходит термическое расширение зерен наполн
и
теля и усадка связующего вследствие удаления химически связанной воды. От
соотношения этих

процессов зависит общее изменение линейных размеров
с
температурой. Низкая термическая деформация корундовых покрытий на фо
с
фатной связке делает их стойкими к тепловому удару и образованию термич
е
ских трещин. Следует отметить, что термическое расширение м
атериала п
о
крытий в интервале рабочих температур 773

873 К 0,2

0,4 % соизмеримо с
результатами измерений линейных размеров чугуна 0,3

0,4 %.

Важной характеристикой покрытий является их смачивание расплавом на
основе алюминия. Опыты показали, что корунд х
уже смачивается расплавом
алюминия по сравнению с другими исследованными материалами, что показ
а
но на рисунке

20
.


1


Al2O3;

2


MgO;

3


ZrSiO4 циркон;

4


графит;

5


SiO2

Рисунок
20



Изменение контактных углов во времени при растекании алюминия

по огнеупорным материал
ам

53



Определенное влияние на смачивание покрытия оказывает связующее в
его составе. Изучили смачивание образцов из композиций: наполнитель
-
связующее. В качестве наполнителя в композиции состава

1 приняли высок
о
глиноземистый шамот с

добавлением тонкомолотого магнезита, а в составе 2


электрокорунд. В первом составе связующим является жидкое стекло, а во
втором


фосфатная связка. Результаты опытов приведены в таблице

20
.


Таблица
20


Квазиравновесные углы смачивания и работа
адгезии в системе алюминиевый
расплав
-
материал покрытия

Расплав

Поверхностное н
а
тяжение, МДж/м
2

Номер

композиции

Угол смачивания,
град

Работа адгезии,
МДж/м
2

Алюминий

805

1

2

68

100

1107

665


Из таблицы следует, что наибольший угол образуется на
образцах из
композиций корунд
-
фосфатная связка, а наименьший


на образцах со связу
ю
щим жидким стеклом. Соответственно работа адгезии материала покрытия на
фосфатной связке наименьшая. Высокая адгезия алюминия к покрытию на
жидком стекле объясняется взаимо
действием компонентов жидкого стекла с
расплавом алюминия
.







54


Протекание реакций приводит к образованию новых промежуточных фаз.
В результате снижается межфазная
поверхностная энергия и улучшается см
а
чивание
,
а,

следовательно,

и возрастает адгезия, которую определили из ура
в
нения:


,





(3)


где σ
жг



поверхностное натяжение расплава алюминия,

θ


краевой угол смачивания расплавом твердой поверхности.

Если связь
защитного покрытия с расплавом алюминия должна быть м
и
нимальной, то прочность его сцепления с рабочей поверхностью изложницы


максимальной. По
высить адгезию защитного покрытия на фосфатной связке к
поверхности изложницы можно за счет ее предварительного фосфатирования.



55


ЗАКЛЮЧЕНИЕ


1

На основании исследований, проведенных ранее на кафедре, в кач
е
стве базового чугуна для изготовления был выбран синтетический серый чугун
следующего состава %, мас:
C

=

3,4

3,6;

Si

=

2,5

2,6;

Mn

=

0,4

0,8;

S

менее

0
,05;
P

менее

0,1, который исследовали в сравнении с чугуном, выплавляемым
по стандартной технологии.
Состав такого чугуна %, мас: C

=

3,4; Si

=

2,5
; Mn

=

0,4
7
; S

менее

0,
2
; P

менее

0,
24.

2

Чугун выплавляли в печи Таммана с применением в исходной ши
х
те до 85 % стального лома.

3

Анализ микроструктуры заводского чугуна показал, что его пе
р
вичная кристаллизация

в стальном кокиле протекает в условиях значительного
переохлаждения. Выделения первичного пластинчатого графита имеют ме
ж
дендритные расположения в аустените, который в процессе метастабильного
эвтектоидного превращения превращается в перлито
-
ферритную мат
рицу с
твердостью, равной 217

±

2

HB
. В связи с высоким содержанием фосфора в и
с
ходном чугуне в металлической основе присутствует тройная фосфидная эвте
к
тика в виде отдельных включений.

4

Структура базового синтетического чугуна представлена графитом
завихре
нной формы, приближающейся к структуре ЧВГ. В структуре набл
ю
даются области пластинчатого ледебурита с повышенной твердостью, что св
я
зано с высокой скоростью охлаждения сплава и углеродным эквивалентом н
и
же эвтектического. Легирование чугуна медью с послед
ующим модифициров
а
нием
РЗМ
-
содержащей лигатурой способствовало снижению твердости при
весьма высоких скоростях охлаждения.

5

Установлено, что наименьший модуль упругости при сжатии и
твердость, а, следовательно, и наименьшую прочность при комнатной темпер
а
туре имеет серый чугун заводского состава. Синтетический чугун с меньшим
углеродным эквивалентом имеет более высокие значения модуля упругости и
прочности. Повышение температуры до 950 °С способствует резкому сниж
е
56


нию прочностных характеристик исследовани
я чугунов, однако синтетический
чугун, легированный медью и модифицированный РЗМ
-
содержащей лигатурой
имеет прочность примерно в 2 раза выше, чем чугун заводского состава.

6

Серый чугун заводского состава имеет аномально высокое измен
е
ние
ТКЛР в области темп
ератур 600

700 °С, в то время как синтетический ч
у
гун, модифицированный РЗМ
-
содержащей лигатурой практически не из
меняет
ТКЛР вплоть до 700

800 °С.

7

Для повышения термической стойкости материала изложниц в
ы
брали защитные покрытия на основе электрокорунда и
магнийфосфатной свя
з
ки. Исследования прочности покрытий показали, что прочность покрытия ра
с
тет до 500
°
С, а при дальнейшем повышении температуры снижается, оставаясь
достаточно высокой.

8

С повышением температуры до 300
°
С КТР материала покрытия
практическ
и не изменяется, а при достижении температуры 500

600
°
С прио
б
ретает значения, близкие к КТР чугуна, поэтому термических напряжений в
системе чугун
-
покрытие не возникает.

9

Исследования смачивания расплавом алюминия огнеупорных мат
е
риалов, применяемых в каче
стве наполнителей защитных покрытий, показало,
что электрокорунд хуже смачивается алюминием и имеет к нему наименьшую
адгезию.




57


СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ


В
данной работе

применены следующие сокращения:

КТР


коэффициент термического расширения;

ПАВ


поверхност
но
-
активное вещество;

ПП


противопригарное покрытие;

РЗМ


редко
-
земельный металл;

ССГ


степень сфероидизации графита;

СЧ


серый чугун;

ЧВГ


чугун с вермикулярным графитом;

ЧШГ


чугун с шаровидным графитом.



58


СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ


1 Пат. 2335375 Российская Федерация, МПК
B

22
D

3/00.
Изложница для
литья металлов с ускоренным охлаждением и слитки, получаемые с использ
о
ванием такой изложницы
/ Т. Спадон, Р. Рей
-
Фландрэн ; заявитель и патенто
-
обладатель
А
люминиюм

П
ешинэ
.


№ 2005129119
/02 ; заявл. 17.02.04 ; опубл.
10.10.08, Бюл. № 28.


16 с.

2 Иванов
. М. А,

Швецов
,

В. И., Кулаков Б.А. Температурные поля изло
ж
ницы при литье однотонных блоков цинка /
М. А,

Иванов

// Вестн. Южно
-
Урал.
Ун
-
та. Сер. Металлургия.


2005.


№10.


С. 99


101.

3
Иванов
. М. А,
К вопросу образования трещин в двухтонных чугунных
изложницах при литье цинковых блоков //
М. А,

Иванов//
Литейные процессы.


2012.


№11.


С. 46


50.

4

Миляев А.Ф., Никитин Ю.П., Кадников С.В., Тимофеев В.А., Матвеев
А.Н.
Влияние параметров эксплуатации

на стойкость изложниц из ваграночн
о
го чугуна //
Теория и технология металлургического производства
.


2014.


№2.


С. 77


80.

5

Гиршович Н. Г. Справочни
к по чугунному литью / Ленинград Машин
о
строение 1978, 758 с.

6

Стеценко. В.Ю., Баранов. К. Н., Коновалов. Р. В. Влияние охлаждения
изложницы на структуру отливок силумина АК15М3 при вертикальном це
н
тробежном литье / В. Ю. Стеценко // Литье и металлургия


2013.


№3.


С.
118


120.

7

Сильман Г. И., Макаренко К. В. Графитизированные чугуны / Г. И.
Сильман //
Металловедение и термическая обработка металлов.


2014.№2


С.
3


10.

8

Булгакова А. И., Гильманшина Т. Р., Баранов К. Н., Степанова Т. Н.
О
с
новы
получения отливок из сплавов на основе железа

/ Красноярск СФУ 2014,
221 с.

59


9
Сильман Г.И.
Чугуны. Рекомендации по выбору вида и марки чугуна
для литых деталей машин и оборудования
/
Брянск БГИТА, 1999
,

55 с.

10

Лоза А. В., Чигарев В. В., Шишкин В. В., Рас
сохин Д.А. О Влиянии
кремния и марганца на свойства серого чугуна и стойкость крупных слябинг
о
вых изложниц с бандажами // Вестн. Приазов. Держав. Технич. Ун
-
та


2011.
№23


С. 238


244.

1
1

Бондаренко С. И., Гладкий И. П. Влияние формы графита на термич
е
скую стойкость чугуна /
Вестн. Харьков. Национ. Автомоб.
-
Дорож. Ун
-
та


2006. №33


С. 81


83.

1
2

Королев С.П., Ко
р
олев В.М. Практика производства отливок из чугуна
с вермикулярным графитом / Литейное производство


2004. №11


С. 9


12.

1
3

Андреев В.В.
О роли деглобуляризирующих элементов в составе м
о
дифицирующих присадок для производства чугуна с вермикулярным графитом
// Литейное производство.


2005. №1


С. 6


7.

1
4

Королев С.П. Проблемы и перспективы чугуна с вермикулярным гр
а
фитом / Литейное произ
водство


2004. №3


С. 6


7.

1
5

Усманов Р.Г., Канафин М.Н. Опыт производства изложниц из ЧВГ
[Электронный ресурс] : Российский сайт литейщиков.


Челябинск, 2007.


Р
е
жим доступа: http://r.npp.ru/rtice/ct
-
iron/article_104.html

1
6

Экоб С. М., Харту
нг С. Эффективный способ производства чугунов с
вермикулярным графитом // Литейщик России.


2011. №10


С. 28


37.

1
7

Кульбовский И. К., Поддубный А. Н., Богданов Р. А. Получение чуг
у
на с шаровидным и вермикулярным графитом без применения магнийсодерж
а
щи
хся модификаторов / Литейное производство


2007. №2


С. 7


8.

18 Арзамасов Б. Н. Материаловедение: Учебник для вузов / Б.. Н., Арз
а
масов, В.И. Макарова, Г.Г. Мухин и др.; Под общ.ред. Б.Я.. Арзамасова, Г.Г.
Мухина.
-

8
-
е изд., стереотип.
-

М.: Изд
-
во
МГТУ им.. Е
-
3. Баумана, 2008.
-

648
с.: ил.

60


1
8

Кузнецов Р.В., Мартынов К.В., Гоциридзе А.В. Новое алюмосилика
т
ное покрытие для получения качественных кокильных заготовок / Литейное
производство


2015. №8


С. 27


29.

1
9

Семенов П. В. Теплоизоляционное по
крытие изложниц при центр
о
бежном литье / Литейное производство


2007. №1


С. 26


27.

20

Кузнецов Р.В., Мартынов К.В. Водные противопригарные покрытия с
мелкодисперсными наполнителями / Литейное производство


2015. №2


С.

25


28.

2
1

Королев С.П., Шешко А.Г., Михайловская Т.В. Кокильные краски для
л
итья цветных и черных сплавов /
Литейное пр
оизводство


2008. №11


С.

30

31.

2
2

Мамедов А.Т., Джафаров Э.Г., Поладов Н.Г.

Влияние конструкции и
теплоизоляционных покрытий на стойкость кок
иля

2
3

ГОСТ 1412
-
85 Чугун. Марки. Тех
н
ические условия.


Введ. 01.01.
19
87.


Москва : ИПК Издательство стандартов, 2004.


5 с.

2
4

ГОСТ 22898
-
78
Коксы нефтяные малосернистые. Технические условия.


Введ.
01.01.1979.

Москва : ИПК Издательство стандартов, 2004



15 с.

2
5

ГОСТ 9012
-
59
Металлы. Метод измерения твердости по Бринеллю
.


Введ.
01.01.1960
.


Москва :Стандартинформ, 2007.


40 с.

2
6

ГОСТ 23677
-
79
Твердомеры для металлов. Общие технические требования
.


Введ.
01.01.1981
.


Москва : Государственный комитет СССР по управлению
качеством продукции и стандартам, 1990.


10 с.

2
7

Противопригарное покрытие / В. Г. Бабкин, Б. В. Царевский, С.И. П
о
пель; заявитель и патенто
-
обладатель Уральский политехнический институт и
м,
С. М. Кирова .


№ 1331621/22
-
2; заявл. 12.05.1969 ; опубл. 17.11.1972, Бюл. №
31.


1 с.

2
8

Суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым
моделям / В. Г. Бабкин, К.Ю. Калугин, А.М. Синичкин; заявитель и патенто
-
обладатель Государственно
е образовательное учреждение высшего професси
о
61


нального образования Красноярский государственный технический универс
и
тет.


№ 2005119226/02; заявл. 21.06.2005; опубл. 20.03.2007, Бюл. № 8.


5 с.

29
Голынко
-
Вольфсон С. Л., Сычев М.И., Судакас Л.Г., Скобло
Л. И. Х
и
мические основы технологии и применения фосфатных связок и покрытий
/
Ленинград Химия

19
6
8,
191

с.



Приложенные файлы

  • pdf 14871026
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 0

Добавить комментарий