Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ для подписчиков

Литые функционально-градиентные материалы на основе хромистых белых чугунов для производства мелющих тел

К. В. Макаренко, А. Н. Поддубный, А. А. Тарасов

Аннотация


Изучена возможность получения методом направленной кристаллизации градиентной структуры в мелющих шарах, изготовленных из хромистых белых чугунов. Определен химический состав чугуна. Исследована структура и измерена микротвердость шаров после термической обработки. Проведены натурные испытания мелющих шаров. Для обеспечения дифференцированной структуры от поверхности к центру шаров использована направленная кристаллизация в металлических формах и предварительное модифицирование расплава магнием, влияющим на структурообразование. Структура поверхности мелющих шаров в радиальном направлении состоит из дендритов аустенита и квазиэвтектики на базе карбидов (Cr, Fe)7C3 и отвечает принципу композиционного упрочнения, что обеспечивает шарам высокую абразивную износостойкость. Структура сердцевины мелющих шаров состоит из дисперсной сферолитной эвтектики и базовых ведущих карбидов типа M7C3, что способствует повышению их сопротивления ударным нагрузкам в процессе эксплуатации.

Ключевые слова


мелющие тела; шар; функционально-градиентные материалы; микроструктура; белый чугун; эвтектика; карбиды; твердость

Полный текст:

PDF

Литература


Несвижский О. А. Производство мелющих тел для шаровых мельниц. М.: Машгиз, 1961. 151 с.

Чиж Е. В., Абенова М. Б. Выбор и анализ технологии изготовления мелющих тел // Теория и технология металлургического производства. 2016. № 2(19). С. 42 - 43.

Токарев А. О. Улучшение триботехнических характеристик серого чугуна лазерной обработкой // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). 2012. № 1(54). С. 69 - 73.

Номинас С. В., Чулкин С. Г., Москалец А. А. Правило Шарпи и антифрикционные сплавы // XL Неделя науки СПбГПУ: материалы международной науч.-практ. конф. Ч. IV. Санкт-Петербург: Изд-во политехн. ун-та, 2011. С. 80 - 82.

Жуков А. А., Сильман Г. И., Фрольцов М. С. Износостойкие отливки из комплексно-легированных белых чугунов. М.: Машиностроение, 1984. 104 с.

Жуков А. А., Эпштейн Л. З., Сильман Г. И. Структура стали и чугуна и принцип Шарпи // Изв. АН СССР. Металлы. 1971. № 2. С. 145 - 152.

Мэттьюз Ф., Ролингс Р. Композиционные материалы. Механика и технология. М.: Техносфера, 2004. 408 с.

Чугун: Справ. изд. / Под ред. А. Д. Шермана и А. А. Жукова. М.: Металлургия, 1991. 570 с.

Белоусова Е. П., Шинский И. О. Структура и твердость шаров, полученных из хромистого чугуна литьем по газифицируемым моделям // Процессы литья. 2008. № 7. С. 14 - 18.

Цыпин И. И. Износостойкие отливки из белых легированных чугунов / Обзор. М.: НИИмаш, 1983. 56 с.

Счастливцев В. М., Филиппов М. А. Роль принципа метастабильности аустенита Богачева-Минца при выборе износостойких материалов // МиТОМ. 2005. № 1(595). С. 6 - 9.

Поддубный А. Н. Разработка научных основ и технологии промышленного производства мелющих шаров из чугуна с высокой эксплуатационной стойкостью: дис. в форме науч. докл.. д-ра техн. наук. М.: ЦНИИТМАШ, 1998. 56 с.

Физическое материаловедение. В 6 т. / Под общей ред. Б. А. Калина. М.: МИФИ, 2008. Т. 5: Материалы с заданными свойствами / М. И. Алымов, Г. Н. Елманов, Б. А. Калин и др. М.: МИФИ, 2008. 672 с.

Рудской А. И., Волков К. Н., Соколов Ю. А., Кондратьев С. Ю. Цифровые производственные системы: технологии, моделирование, оптимизация. Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС, 2020. 828 с.

Rudskoi A. I., Kondrat'ev S. Yu., Sokolov Yu. A., Kopaev V. N. Simulation of the layer-by-layer synthesis of articles with an electron beam // Tech. Phys. 2015. V. 60, Is. 11. P. 1663 - 1669.

Sokolov Yu. A., Pavlushin N. V., Kondrat'ev S. Yu. New additive technologies based on ion beams // Russ. Eng. Res. 2016. V. 36, Is. 12. P. 1012 - 1016.

Rudskoy A. I., Kondrat'ev S. Yu., Sokolov Yu. A. New approach to synthesis of powder and composite materials by electron beam. Part 1. Technological features of the process // Met. Sci. Heat Treat. 2016. V. 58, Is. 1 - 2. P. 27 - 32.

Kondrat'ev S. Y., Gorynin V. I., Popov V. O. Optimization of the parameters of the surface-hardened layer in laser quenching of components // Weld.Int. 2012. V. 26, Is. 8. P. 629 - 632.

Rasheedat M. M. Functionally Graded Materials / Rasheedat Modupe Mahamood, Esther Titilayo Akinlabi. Springer, 2017. 103 p.

Kan W. H., Albino C., Dias-da-Costa D. et al. Microstructure characterization and mechanical properties of a functionally-grade NbC / high chromium white cast iron composite // Materials Characterization. 2017. № 12. P. 196 - 205.

Горленко Д. А., Завалищин А. Н., Румянцев М. И. Влияние отпуска на структуру и свойства литых двухслойных прокатных валков из индефинитного чугуна // МиТОМ. 2021. № 10(796). С. 3 - 8.

Вдовин К. Н., Горленко Д. А., Завалищин А. Н., Куряев Д. В. Влияние технологии получения на структуру и свойства рабочего слоя прокатных валков из чугуна ЛПХНД-71 // МиТОМ. 2020. № 4(778). С. 7 - 11.

Maratray F. Alloyed abrasion and wear resisting white irons / In: Foundry Technology for the 80s. University of Warwick, Birmingham, 1979. Р. 7.1 - 7.13.

Сильман Г. И. Система Fe - C - Cr и переход от нее к системам Fe - C и Fe - C - Gr - Si. Термодинамический и термокинетический анализ. Расчет, построение и использование диаграмм. Брянск: Изд-во БГИТА, 1999. 144 с.

Бунин К. П., Малиночка Я. Н., Таран Ю. Н. Основы металлографии чугуна. М.: Металлургия, 1969. 416 с.

Таран Ю. Н., Снаговский В. М. Морфология эвтектики в Fe - C - Cr сплавах // МиТОМ. 1966. № 4. С. 27 - 30.

Таран Ю. Н., Мазур В. И. Структура эвтектических сплавов. М.: Металлургия, 1978. 310 с.




DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2022.11.40-47

© Издательский дом «Фолиум», 1998–2025