СТРУКТУРНО-ФАЗОВОЕ СОСТОЯНИЕ И СВОЙСТВА ЖАРОИЗНОСОСТОЙКИХ ЧУГУНОВ СИСТЕМЫ Cr–Mn–Ni–Ti, ДОПОЛНИТЕЛЬНО ЛЕГИРОВАННЫХ Al И Nb
DOI:
https://doi.org/10.32339/0135-5910-2024-7-12-20Keywords:
легирование, температурные режимы охлаждения металла в литейной форме, химический состав, структура чугунов, фазовый состав, жаростойкость, износостойкостьAbstract
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.
Downloads
Published
Issue
Section
License
Copyright (c) 2024 ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. Бюллетень научно-технической и экономической информации

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.