Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов
Исследованы гидроплотность отливок из ферритных отожженных высокопрочнных чугунов, а также влияние химического состава, формы графитных включений, термообработки на гидроплотность отливок из аустенитных чугунов «Номаг» и «Нирезист». Досліджено гідрощільність виливків з феритних високоміцних чавунів...
Saved in:
| Published in: | Процессы литья |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49829 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов / А.А. Шейко, Б.Г. Зеленый, В.П. Латенко, О.П. Осташ // Процессы литья. — 2010. — № 4. — С. 78-81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-49829 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шейко, А.А. Зеленый, Б.Г. Латенко, В.П. Осташ, О.П. 2013-09-28T14:49:21Z 2013-09-28T14:49:21Z 2010 Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов / А.А. Шейко, Б.Г. Зеленый, В.П. Латенко, О.П. Осташ // Процессы литья. — 2010. — № 4. — С. 78-81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 0235-5884 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49829 669.13:669.112.1027:532.14 Исследованы гидроплотность отливок из ферритных отожженных высокопрочнных чугунов, а также влияние химического состава, формы графитных включений, термообработки на гидроплотность отливок из аустенитных чугунов «Номаг» и «Нирезист». Досліджено гідрощільність виливків з феритних високоміцних чавунів після їх відпалу, а також вплив хімічного складу, форми графітних включень, термообробки на гідрощільність виливків із аустенітних чавунів “Номаг” та “Нірезист”. Hydrodensity of casting from ferritic ductile iron after its annealling and influence of chemical properties, form of the graphite inclusiences, heat treatment on the hydrodensity of castings from austenitic cast iron “Nomag” and “Niresist”. ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Процессы литья Новые литые материалы Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов |
| spellingShingle |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов Шейко, А.А. Зеленый, Б.Г. Латенко, В.П. Осташ, О.П. Новые литые материалы |
| title_short |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов |
| title_full |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов |
| title_fullStr |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов |
| title_full_unstemmed |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов |
| title_sort |
гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов |
| author |
Шейко, А.А. Зеленый, Б.Г. Латенко, В.П. Осташ, О.П. |
| author_facet |
Шейко, А.А. Зеленый, Б.Г. Латенко, В.П. Осташ, О.П. |
| topic |
Новые литые материалы |
| topic_facet |
Новые литые материалы |
| publishDate |
2010 |
| language |
Russian |
| container_title |
Процессы литья |
| publisher |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| format |
Article |
| description |
Исследованы гидроплотность отливок из ферритных отожженных высокопрочнных чугунов, а также влияние химического состава, формы графитных включений, термообработки на гидроплотность отливок из аустенитных чугунов «Номаг» и «Нирезист».
Досліджено гідрощільність виливків з феритних високоміцних чавунів після їх відпалу, а також вплив хімічного складу, форми графітних включень, термообробки на гідрощільність виливків із аустенітних чавунів “Номаг” та “Нірезист”.
Hydrodensity of casting from ferritic ductile iron after its annealling and influence of chemical properties, form of the graphite inclusiences, heat treatment on the hydrodensity of castings from austenitic cast iron “Nomag” and “Niresist”.
|
| issn |
0235-5884 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/49829 |
| citation_txt |
Гидроплотность высокопрочных аустенитных и ферритных чугунов / А.А. Шейко, Б.Г. Зеленый, В.П. Латенко, О.П. Осташ // Процессы литья. — 2010. — № 4. — С. 78-81. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT šeikoaa gidroplotnostʹvysokopročnyhaustenitnyhiferritnyhčugunov AT zelenyibg gidroplotnostʹvysokopročnyhaustenitnyhiferritnyhčugunov AT latenkovp gidroplotnostʹvysokopročnyhaustenitnyhiferritnyhčugunov AT ostašop gidroplotnostʹvysokopročnyhaustenitnyhiferritnyhčugunov |
| first_indexed |
2025-11-25T22:42:18Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:42:18Z |
| _version_ |
1850569057288323072 |
| fulltext |
78 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82)
Новые литые материалы
•Для более полного усреднения химического состава, механических свойств
металла, стабилизации процесса плавки и получения электродов собственного про-
изводства по качеству, не уступающему качеству покупных электродов, необходимо
провести дальнейшие исследования непосредственно электродов собственного
производства и фасонных отливок, залитых как металлом изготовленных электро-
дов, так и металлом с использованием ≈ 40 % возвратных кондиционных отходов.
Поступила 14.12.2009
УДК 669.13:669.112.1027:532.14
А. А. Шейко, Б. Г. Зеленый, В. П. Латенко, О. П. Осташ*
Физико-технологический институт металлов и сплавов НАН Украины, Киев
*Физико-механический институт им. Г. В. Карпенко НАН Украины, Киев
ГИДРОПЛОТНОСТЬ ВЫСОКОПРОЧНЫХ АУСТЕНИТНЫХ
И ФЕРРИТНЫХ ЧУГУНОВ
Исследованы гидроплотность отливок из ферритных отожженных высокопрочнных чугунов,
а также влияние химического состава, формы графитных включений, термообработки на
гидроплотность отливок из аустенитных чугунов «Номаг» и «Нирезист».
Ключевые слова: гидроплотность, ферритный чугун, аустенитный чугун, модифицирование.
Досліджено гідрощільність виливків з феритних високоміцних чавунів після їх відпалу, а також
вплив хімічного складу, форми графітних включень, термообробки на гідрощільність виливків
із аустенітних чавунів “Номаг” та “Нірезист”.
Ключові слова: гідрощільність, феритний чавун, аустенітний чавун, модифікування.
Hydrodensity of casting from ferritic ductile iron after its annealling and influence of chemical
properties, form of the graphite inclusiences, heat treatment on the hydrodensity of castings from
austenitic cast iron “Nomag” and “Niresist”.
Keywords: hydrodensity, ferritic, austenitic cast iron, modifiering.
Важнейшей характеристикой литых корпусов компрессоров, литых деталей ги-
дросистем и гидрооборудования является гидроплотность отливок [1]. Гидроплот-
ность отливок из чугуна зависит от его химического состава; степени графитизации
при кристаллизации металла; эффективности работы литниково-питающей систе-
мы, обеспечивающей непрерывное питание отливок жидким металлом из прибылей
или питающих бобышек, особенно в их термических узлах; дополнительного внеш-
него воздействия на жидкий и кристаллизующийся металл; величины показателей
пластических свойств чугуна и т. д.
Гидроплотность ферритных (≥ 98 % феррита) высокопрочных чугунов марок
ВЧ400-15 и ВЧ400-12 (ДСТУ 3925-99) исследовали на образцах, изготовленных из
отливок, прошедших термообработку (отжиг).
Исследовали также гидроплотность высокопрочных аустенитных чугунов «Номаг»
марок ЧН9Г6Ш, ЧН9Г4ДЗШ, ЧН10Г4ДЗШ, легированных никелем, медью, марган-
цем, хромом, а также чугунов «Номаг» ЧН9Г4ДЗШ с пластинчатым и вермикулярным
графитом, который представлял равномерную смесь шаровидного и компактного
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82) 79
Новые литые материалы
графита. Все перечисленные аустенитные чугуны по степени эвтектичности были
эвтектического состава или близкие к нему (Sэ = 0,95-1,01).
Сферодизирующее модифицирование исходного жидкого чугуна проводили
комплексным модификатором ФСМг7 (расход 2,5 %) «сэндвич-процессом» с
последующей графитизирующей обработкой 0,4 % ферросилиция ФС75. Гидро-
плотность аустенитных чугунов опреде-
ляли как в литом состоянии, так и после
термической обработки (отжига) литых
заготовок.
Определение гидроплотности чугу-
нов производили при помощи гидро-
поршневого пресса (предел измерения
0-80 МПа) на цилиндрических образцах
∅ 28 мм с рабочей мембраной толщиной
0,8–1,0 мм (рис. 1). Образцы вырезали
из нижней части заготовки ∅ 32х200 мм.
Гидроплотность определяли при соблю-
дении жестких условий испытаний на
тонкой мембране, когда любая микро- и
макронесплошность литого металла не-
посредственно влияет на полученные ре-
зультаты, не компенсируется толщиной
стенок отливки, которые в реальных литых изделиях находятся в пределах от 5 до
15 мм. Уровень рабочего давления на гидропоршневом прессе ограничивается
показателем 80 МПа, установленным по технологическим возможностям данного
оборудования, все же он не позволил ряду марок аустенитных чугунов определить
величину их реальной максимальной гидроплотности, превышающей 80 МПа.
В табл. 1 показаны гидроплотность 4-х марок аустенитных чугунов в литом со-
стоянии и после нормализации образцов, зависимость этого показателя от формы
графитных включений, а также гидроплотность 2-х марок нелегированных высоко-
прочных чугунов, отожженных на феррит.
Гидроплотность всех исследованных марок аустенитных чугунов после нормали-
зации выше, чем в литом состоянии. АВЧ марки ЧН9Г6Ш в литом состоянии в своей
структуре содержит до 2 % карбидных включений, приграничная зона которых обо-
гащена марганцем до 10 % и обеднена никелем на 0,3-0,5 %. Длительная высоко-
Рис. 1. Эскиз образца из чугуна для испытания
на гидроплотность
Номер
плавки
Марка
чугуна
Форма
графитных
включений
Структура
чугуна
Давление при испытании,
МПа
образец раз-
рушился при
давлении
образец не
разрушился
при давле-
нии
1 ЧН9Г6Ш шаровидная литая после
нормализации
58; 60; 70;
70; 70; 70
-
-
2 ЧН9Г4ДЗШ шаровидная литая после
нормализации
70; 75; 70 -
80; 80; 80
3 ЧН10Г4ДЗШ шаровидная литая после
нормализации
70; 7 5 80; 80; 80
4 ЧН9Г4ДЗ вермикулярная литая 58; 56; 60
5 ЧН9Г4ДЗ пластинчатая литая 25; 24
6 ЧН16ГД6ХШ шаровидная литая после
нормализации
64; 64 80; 80; 80
7 ВЧ 400-15 шаровидная после отжига 60; 60; 60
8 ВЧ 420-12 шаровидная после отжига 60; 50; 58
Таблица 1. Влияние степени легирования, формы графитных включений и
термической обработки на гидроплотность аустенитных чугунов и нелеги-
рованных ферритных высокопрочных чугунов
80 ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82)
Новые литые материалы
температурная выдержка образцов перед нормализацией не устраняет полностью
неравномерного внутрифазового распределения этих элементов. Термообработка
повышает относительное удлинение этого чугуна лишь в 2 раза (до 20 %) и его
гидроплотность до 70 МПа по сравнению с 56 МПа в литом состоянии.
Наиболее высокой гидроплотностью как в литом состоянии, так и после нормали-
зации обладают аустенитные чугуны марок ЧН9Г4ДЗШ и ЧН10Г4ДЗШ, легированные
никелем, марганцем и медью. Их гидроплотность достигает 75 МПа в литом со-
стоянии и превышает 80 МПа после нормализации. В литом состоянии гидроплот-
ность этих чугунов существенно превышает показатели, достигнутые на образцах
аустенитного чугуна «Нирезист», содержащего никеля в 1,8 раза больше. После
нормализации АВЧ «Нирезист» также обладает гидроплотностью выше 80 МПа.
Форма графитных включений непосредственно влияет на гидроплотность чугуна.
Образцы в литом состоянии АВЧ марки ЧН9Г4ДЗ с вермикулярным графитом раз-
рушаются при давлении 64 МПа, а литые образцы из этого чугуна с пластинчатой
формой графита – при давлении всего 25 МПа.
Отожженные ферритные высокопрочные чугуны марок ВЧ 400-15, ВЧ 420-12 по
гидроплотности уступают нормализованным АВЧ более чем на 30 %, поскольку
разрушаются при давлении 60 МПа.
Более высокая гидроплотность АВЧ «Номаг» по сравнению в АВЧ «Нирезист»
объясняется рядом причин. АВЧ «Номаг» в своем химическом составе содержит
графита на 0,5 % больше, что на 1,5 % уменьшает объем микропор. Кристаллиза-
ция аустенитных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом протекает со
значительным предусадочным расширением, достигающим от 0,5 до 0,8 % соот-
ветственно. Предусадочное расширение связано с более полной графитизацией
поверхностных слоев отливок. При затвердевании отливок оно компенсируется усад-
кой. Однако в АВЧ «Нирезист» эта компенсация протекает в меньшей степени.
Для АВЧ с пластинчатым графитом характер кристаллизации различный, посколь-
ку на участке жидко-твердого состояния кристаллизация этих чугунов протекает в
объемах в виде аустенито-графитных колоний. Кристаллизация расплава в этом
температурном интервале протекает с ростом дендритов аустенита, а потом веток
дендритов второго порядка. Графитные включения образуются из сильно пере-
сыщенной жидкости между этими ветвями дендритов, которые на каком-то этапе
своего роста смыкаются и, соприкасаясь, затрудняют насыщение жидким метал-
лом нижних слоев отливки под действием гравитационных сил. При ограниченном
питании возникает междендритная пористость.
На рис. 2, а показана разрушенная мембрана из чугуна ВЧ400-15 при давлении
60 МПа, на рис. 2, б - неразрушенная мембрана из АВЧ марки ЧН9Г6Ш в литом со-
стоянии после испытания при давлении 70 МПа.
а б
Рис. 2. Вид мембраны после испытаний: ферритного ВЧ400-15 при дав-
лении 60 МПа (а), аустенитного высокопрочного чугуна ЧН9Г6Ш при
давлении 70 МПа (б)
ISSN 0235-5884. Процессы литья. 2010. № 4 (82) 81
Новые литые материалы
Более высокая гидроплотность АВЧ по сравнению с
ферритными ВЧ связана с более высокой пластично-
стью аустенитных чугунов, превышающей пластичность
ВЧ400-15 более чем в 2 раза [2].
Повысить гидроплотность АВЧ можно за счет дополни-
тельной обработки расплава после его модифицирования
ФСМг7 такими графитизирующими инокуляторами, как
ферросиликобарий ФСБа20, ферросиликостронций,
ФСС20, ферросиликоцирконий ФСЦ40, которые по-
зволяют дополнительно диспергировать структурные
составляющие АВЧ [3].
В табл. 2 приведены характерная структура чугуна
ЧН9Г4ДЗШ в отливке с толщиной стенки 30 мм, а также
количество и последовательность ввода в расплав пере-
численных инокуляторов.
При такой обработке расплава площадь, занятая
графитными включениями в структуре АВЧ, возрастает
до 8,8-10,0 %, количество графитных включений шаро-
видной формы достигает 950 шт/мм2, что в 3 раза выше,
чем в ферритных чугунах. Из указанного количества от
40 до 60 % этих включений имеют размер от 1 до 5 мкм,
что снижает междендритную пористость, а шаровид-
ных включений размером более 30 мкм содержится
менее 5 %. Низкое содержание карбидных включений,
находящихся в пределах 0,15-0,30 %, характерно для АВЧ
в литом состоянии, что позволяет после термообработки
получить более гомогенную структуру и повысить после
нормализации относительное удлинение до 32 % [2].
Выводы
Аустенитный высокопрочный чугун марок «Номаг» и
«Нирезист» после нормализации обладает гидроплот-
ностью, превышающей 80 МПа, даже при испытании об-
разцов с тонкой рабочей мембраной толщиной 0,8 мм.
Ферритные отожженные высокопрочные чугуны имеют
гидроплотностью 60 МПа, что в 1,3 ниже, чем у аусте-
нитных высокопрочных чугунов.
1. Modifical “Niresist”, “Nomag” cast irons and technological pro-
cesses of their manufacturing / A. A. Sheyko, V. N. Bondarevskyy,
B. G. Zelenyi, O. P. Slutchovsky // Ductile iron news. − 1999.
− № 1. − P. 17-25.
2. Влияние графитизирующего модифицирования на структуру
аустенитного высоколегированного чугуна / А. А. Шейко,
В. Н. Бондаревский, В. П. Латенко, Н. П. Моисеева
// Процессы литья. − 2009. − № 4. − С. 26-29.
3. Влияние модифицирования на механические свойства
аустенитного чугуна / В. Н. Бондаревский, Б. Г. Зеленый,
А. А. Шейко, В. П. Латенко //Литейн. пр-во. − 2009. − № 8.
− С. 16-19.
Поступила 21.12.2009
Н
ом
ер
пл
ав
ки
То
лщ
ин
а
ст
ен
ки
от
ли
вк
и,
м
м
П
ло
щ
ад
ь
вк
лю
-
че
ни
й
гр
аф
ит
а,
%
К
ол
ич
ес
тв
о
вк
лю
че
ни
й,
ш
т/
м
м
2
О
тн
ос
ит
ел
ьн
ое
к
ол
ич
ес
тв
о
гр
аф
ит
ны
х
вк
лю
че
ни
й
(%
)
ра
зм
ер
ом
, м
км
К
ол
ич
ес
тв
о
к
ар
би
дн
ы
х
вк
лю
че
ни
й,
%
В
не
пе
чн
ая
об
ра
бо
тк
а
ра
сп
ла
ва
0-
5
5-
10
10
-1
5
>
3
0
1
30
8,
80
93
0
60
25
10
5
0,
15
0,
2
%
Ф
С
Б
а
+
0
,6
%
Ф
С
75
2
30
10
,5
95
0
40
30
25
5
0,
20
0,
7
%
Ф
С
Ц
р
+
0
,6
%
Ф
С
75
3
30
10
,0
93
0
40
35
20
5
0,
30
0,
3
%
Ф
С
С
+
0
,1
%
Ф
С
Б
а
+
0
,3
%
Ф
С
75
Та
б
л
и
ц
а
2
.
С
тр
ук
ту
р
а
ч
уг
ун
а
м
а
р
ки
Ч
Н
9
Г4
Д
З
Ш
|