СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА ЖАРОИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ СИСТЕМЫ Cr–Mn–Ni–Ti, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ЛЕГИРОВАННЫХ Al И Nb

Authors

  • О. С. МОЛОЧКОВА Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Россия, г. Магнитогорск Author
  • Е. В. ПЕТРОЧЕНКО Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Россия, г. Магнитогорск Author

DOI:

https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-7-12-20

Keywords:

легирование, температурные режимы охлаждения металла в литейной форме, химический состав, структура чугунов, фазовый состав, жаростойкость, износостойкость

Abstract

Приведены данные о фазовом составе и формировании структуры сплавов, о распределении элементов между структурными составляющими сплава, об изменении износостойкости, окалиностойкости, ростоустойчивости и механических свойств чугуна системы Cr–Mn–Ni–Ti–Al–Nb в зависимости от различного содержания алюминия и ниобия и теплоаккумулирующей способности литейной формы. В белом чугуне при легировании ниобием образуются комплексные карбиды (Nb, Ti)C. На образцах исследуемых составов проведен количественный металлографический анализ карбидов (Nb, Ti)C и комплексных карбидов (Cr, Fe, Mn)7C3. Алюминий оказывает благоприятное влияние на формирование тонких защитных пленок шпинельного типа с минимальным количеством дефектов; диффузия через такую оксидную пленку очень затруднена. Совместное легирование алюминием и ниобием приводит к одновременному повышению жаростойкости и износостойкости. Износостойкость повышается в результате увеличения доли первичных карбидов высокой твердости (Nb, Ti)C в структуре чугунов. В состав оксидных пленок входит алюминий, он усиливает их защитные свойства, окалиностойкость сплава возрастает. Впервые установлено, что легирование ниобием приводит к вторичному твердению при охлаждении в литейной форме. В твердом состоянии образуются дисперсные частицы карбидов М7С3, поэтому во время испытаний при повышенных температурах не происходит деградации структуры, ростоустойчивость повышается. На основании комплекса проведенных исследований предложен рациональный состав жароизносостойкого чугуна при следующем соотношении компонентов, % (мас.): 2,1–2,2 C; 4,5–5,0 Mn; 18,0–19,0 Cr; 1,0–1,2 Ni; 0,4–0,6 Ti, 2,0 Nb; 2,0 Al. Износостойкость повысилась в 1,2 раза по сравнению с чугунами до введения алюминия и ниобия, а окалиностойкость — в 2,4–4,5 раза в зависимости от типа литейной формы, показатель ростоустойчивости равен нулю для чугунов, залитых в сухую ПГФ.

Author Biographies

  • О. С. МОЛОЧКОВА, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Россия, г. Магнитогорск

    канд. техн. наук, доцент кафедры литейных процессов и материаловедения

  • Е. В. ПЕТРОЧЕНКО, Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Россия, г. Магнитогорск

    д-р техн. наук, профессор кафедры литейных процессов и материаловедения

Published

2024-08-26

Issue

Section

Металловедение и термическая обработка

How to Cite

СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА ЖАРОИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ СИСТЕМЫ Cr–Mn–Ni–Ti, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ЛЕГИРОВАННЫХ Al И Nb. (2024). Ferrous Metallurgy. Bulletin of Scientific , Technical and Economic Information, 80(7), 12-20. https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-7-12-20