Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну
Ductile cast irons with a pearlitic metal base are widely used in manufacture of a large range of highly-load machine parts. World leaders in the field of ductile cast iron are successfully manufacturing parts from new grades of pearlitic ductile cast irons, which have a 2-5 times higher minimum rel...
Збережено в:
| Дата: | 2024 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico-technological Institute of Metals and Alloys
2024
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/258 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal and Casting of Ukraine |
Репозитарії
Metal and Casting of Ukraine| _version_ | 1859471992976048128 |
|---|---|
| author | Бубликов, В.Б. Бачинський, Ю.Д. Нестерук, О.П. Берчук, Д.М. Ясинська, О.О. Ясинський, О.О. Овсянников, В.О. |
| author_facet | Бубликов, В.Б. Бачинський, Ю.Д. Нестерук, О.П. Берчук, Д.М. Ясинська, О.О. Ясинський, О.О. Овсянников, В.О. |
| author_sort | Бубликов, В.Б. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-05-30T17:01:04Z |
| description | Ductile cast irons with a pearlitic metal base are widely used in manufacture of a large range of highly-load machine parts. World leaders in the field of ductile cast iron are successfully manufacturing parts from new grades of pearlitic ductile cast irons, which have a 2-5 times higher minimum relative elongation A, compared to the requirements of current Ukrainian standards. Traditional manufacturing technologies of such cast irons require the use of expensive alloying elements (like nickel and/or copper) in the charge and mandatory energy-intensive heat treatment. The article provides comparative data on the effect of modifying with two types of magnesium-containing master alloys (named ferrosilicon-magnesium-calcium FeSi45Mg7Ca4 and nickel-magnesium NiMg15), on the ductile cast irons structure formation and mechanical properties in the as-cast state and after normalizing heat treatment. The obtained results indicate that usage of developed process of original melt modifying and refining with ferrosilicon-magnesium-calcium master alloy FeSi45Mg7Ca4 instead of modifying with nickel-magnesium master alloy NiMg15 and ferrosilicon FeSi75 is a promising and effective way of pearlitic ductile cast iron with increased technological and mechanical properties production at lower energy consumption for castings heat treatment. The developed technology of pearlitic ductile cast iron with Cu = 0.85-1.15 %wt. obtaining via modifying with ferrosilicon-magnesium-calcium master alloy allows to obtain parts with high mechanical properties: tensile strength Rm = 920-952 MPa, relative elongation A = 6,0-8.0 % and 60 % higher cyclic strength compared to nickel-magnesium master alloy using. This shows the possibility to increase the mechanical properties and cyclic durability in parts significantly without introducing of expensive nickel into the ductile cast iron composition. Usage of the melt modifying process with ferrosilicon-magnesium-calcium master alloy instead of modifying with nickel-magnesium master alloy and ferrosilicon doesn’t increase the level of defects in castings and doesn’t create its specific types. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:51:21Z |
| format | Article |
| id | oai:oai.metalsandcasting.com:article-258 |
| institution | Metal and Casting of Ukraine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-03-12T15:51:21Z |
| publishDate | 2024 |
| publisher | Physico-technological Institute of Metals and Alloys |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:oai.metalsandcasting.com:article-2582025-05-30T17:01:04Z The influence of modifiers, alloying with copper and nickel on the structure, mechanical and performance properties of pearlitic ductile iron Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну Бубликов, В.Б. Бачинський, Ю.Д. Нестерук, О.П. Берчук, Д.М. Ясинська, О.О. Ясинський, О.О. Овсянников, В.О. Ductile cast iron pearlite structure modifier alloying copper nickel normalizing heat treatment mechanical properties високоміцний чавун перліт структура модифікатор легування мідь нікель нормалізування механічні властивості Ductile cast irons with a pearlitic metal base are widely used in manufacture of a large range of highly-load machine parts. World leaders in the field of ductile cast iron are successfully manufacturing parts from new grades of pearlitic ductile cast irons, which have a 2-5 times higher minimum relative elongation A, compared to the requirements of current Ukrainian standards. Traditional manufacturing technologies of such cast irons require the use of expensive alloying elements (like nickel and/or copper) in the charge and mandatory energy-intensive heat treatment. The article provides comparative data on the effect of modifying with two types of magnesium-containing master alloys (named ferrosilicon-magnesium-calcium FeSi45Mg7Ca4 and nickel-magnesium NiMg15), on the ductile cast irons structure formation and mechanical properties in the as-cast state and after normalizing heat treatment. The obtained results indicate that usage of developed process of original melt modifying and refining with ferrosilicon-magnesium-calcium master alloy FeSi45Mg7Ca4 instead of modifying with nickel-magnesium master alloy NiMg15 and ferrosilicon FeSi75 is a promising and effective way of pearlitic ductile cast iron with increased technological and mechanical properties production at lower energy consumption for castings heat treatment. The developed technology of pearlitic ductile cast iron with Cu = 0.85-1.15 %wt. obtaining via modifying with ferrosilicon-magnesium-calcium master alloy allows to obtain parts with high mechanical properties: tensile strength Rm = 920-952 MPa, relative elongation A = 6,0-8.0 % and 60 % higher cyclic strength compared to nickel-magnesium master alloy using. This shows the possibility to increase the mechanical properties and cyclic durability in parts significantly without introducing of expensive nickel into the ductile cast iron composition. Usage of the melt modifying process with ferrosilicon-magnesium-calcium master alloy instead of modifying with nickel-magnesium master alloy and ferrosilicon doesn’t increase the level of defects in castings and doesn’t create its specific types. Високоміцні чавуни з перлітною металевою основою широко застосовуються для виготовлення великої номенклатури високонавантажуваних деталей машин. Світові лідери в галузі високоміцного чавуну успішно виготовляють деталі з нових марок перлітного високоміцного чавуну, що мають підвищене у 2—5 разів мінімальне відносне видовження d, порівняно з вимогами діючих українських стандартів. Традиційні технології виготовлення таких чавунів потребують використання в шихті дорогих легувальних елементів (нікелю та/або міді) і обов’язкового проведення енергоємного термічного оброблення. У статті наведено порівняльні дані по впливу модифікування двома типами магнієвмісних лігатур, а саме феросиліцій-магній-кальцієвої ФСМг7К4 та нікель-магнієвої НіМг15, на структуроутворення та механічні властивості високоміцних чавунів у литому стані та після нормалізування. Отримані результати свідчать, що застосування розробленого процесу модифікувально-рафінувального оброблення вихідного розплаву феросиліцій-магній-кальцієвою лігатурою ФСМг7Ка4 взамін процесу модифікування нікель-магнієвою лігатурою НіМг15 і феросиліцієм ФС75 є перспективним і ефективним способом отримання високоміцних чавунів перлітного класу з підвищеними технологічними і механічними властивостями при економних енерговитратах на термічне оброблення виливків. Розроблена технологія отримання перлітного високоміцного чавуну з масовою часткою міді 0,85—1,15 %, модифікованого феросиліцій-магній-кальцієвою лігатурою, дозволяє одержати деталі з високими механічними властивостями: тимчасовим опором розриванню sВ = 920—952 МПа, відносним видовженням d = 6,0—8,0 % і на 60 % більшою циклічною міцністю, ніж при використанні нікель-магнієвої лігатури. Це показує можливість значного підвищення механічних властивостей і циклічної довговічності деталей без введення до складу високоміцного чавуну дорогого нікелю. Використання процесу модифікування розплаву феросиліцій-магній-кальцієвою лігатурою взамін модифікування нікель-магнієвою лігатурою і феросиліцієм не призводить до збільшення рівня браку виливків і не створює специфічних його видів. Physico-technological Institute of Metals and Alloys 2024-07-14 Article Article Рецензована Стаття application/pdf https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/258 10.15407/steelcast2024.01.004 Metal and Casting of Ukraine; Vol. 32 No. 1 (2024): Metal and Casting of Ukraine Метал та лиття України ; Том 32 № 1 (2024): Метал та лиття України 2706-5529 2077-1304 10.15407/steelcast2024.01 uk https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/258/257 Авторське право (c) 2024 Метал та лиття України |
| spellingShingle | високоміцний чавун перліт структура модифікатор легування мідь нікель нормалізування механічні властивості Бубликов, В.Б. Бачинський, Ю.Д. Нестерук, О.П. Берчук, Д.М. Ясинська, О.О. Ясинський, О.О. Овсянников, В.О. Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| title | Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| title_alt | The influence of modifiers, alloying with copper and nickel on the structure, mechanical and performance properties of pearlitic ductile iron |
| title_full | Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| title_fullStr | Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| title_full_unstemmed | Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| title_short | Вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| title_sort | вплив модифікаторів, легування міддю і нікелем на структуру, механічні і експлуатаційні властивості перлітного високоміцного чавуну |
| topic | високоміцний чавун перліт структура модифікатор легування мідь нікель нормалізування механічні властивості |
| topic_facet | Ductile cast iron pearlite structure modifier alloying copper nickel normalizing heat treatment mechanical properties високоміцний чавун перліт структура модифікатор легування мідь нікель нормалізування механічні властивості |
| url | https://www.metalsandcasting.com/index.php/mcu/article/view/258 |
| work_keys_str_mv | AT bublikovvb theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT bačinsʹkijûd theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT nesterukop theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT berčukdm theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT âsinsʹkaoo theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT âsinsʹkijoo theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT ovsânnikovvo theinfluenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT bublikovvb vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT bačinsʹkijûd vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT nesterukop vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT berčukdm vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT âsinsʹkaoo vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT âsinsʹkijoo vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT ovsânnikovvo vplivmodifíkatorívleguvannâmíddûíníkelemnastrukturumehaníčnííekspluatacíjnívlastivostíperlítnogovisokomícnogočavunu AT bublikovvb influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT bačinsʹkijûd influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT nesterukop influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT berčukdm influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT âsinsʹkaoo influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT âsinsʹkijoo influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron AT ovsânnikovvo influenceofmodifiersalloyingwithcopperandnickelonthestructuremechanicalandperformancepropertiesofpearliticductileiron |