Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід)
The article analyses the literature on the dependence of mechanical properties (tensile strength, hardness, etc.) of grey cast iron castings on the percentage of chemical elements in its composition and on the carbon equivalent, degree of eutecticity, and the ratio of carbon to silicon content. On t...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2023-3-3 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Metal Science and Treatment of Metals |
Репозитарії
Metal Science and Treatment of Metals| _version_ | 1856543774117724160 |
|---|---|
| author | Sirenko, К.A. Mazur, V.L. |
| author_facet | Sirenko, К.A. Mazur, V.L. |
| author_sort | Sirenko, К.A. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-10-23T09:11:45Z |
| description | The article analyses the literature on the dependence of mechanical properties (tensile strength, hardness, etc.) of grey cast iron castings on the percentage of chemical elements in its composition and on the carbon equivalent, degree of eutecticity, and the ratio of carbon to silicon content. On the example of assessing the mechanical properties of cast iron with lamellar graphite, these dependencies are considered in the probabilistic aspect. It is emphasised that even within the same ranges of percentage of chemical elements in cast iron, as defined in standards or specifications, the values of its carbon equivalent, eutecticity, and the ratio of carbon to silicon content may be different. On the other hand, with different percentage ratios of chemical elements in the cast iron composition, the values of its carbon equivalent may be the same. It is shown that the conclusion about the presence or absence of correlation, in particular, between the hardness of castings and the carbon equivalent of the grey cast iron from which they are made, depends on the interval of variation of this argument. If the variation in the hardness of castings is significant and the interval for changing its carbon equivalent, calculated according to the chemical composition of cast iron specified in the standard for a particular casting product, is relatively short, the dependence of cast iron hardness on its carbon equivalent may not be evident. The disadvantage of the known empirical formulas intended for the approximate calculation of the tensile strength and hardness of cast iron based on its carbon element and eutecticity is the uncertainty of the choice of these indicators. It is proposed to use in such formulas the mathematical expectations (average values) of the carbon equivalent, eutecticity degree and the ratio of carbon to silicon content determined in the probabilistic approach using the Monte Carlo method. It is recommended that the distributions of chemical elements in grey cast iron within their intervals provided for in the standards be considered in accordance with the normal Gaussian law. Based on the information on the chemical composition and properties of grey cast iron with lamellar graphite smelted in accordance with the requirements of DSTU 8833-2019, the dependence of the carbon equivalent and the degree of eutecticity on the ratio of carbon to silicon content, as well as the strength and hardness of castings on these characteristics of the chemical composition of cast iron, have been identified. The formulas for determining the mechanical properties of grey cast iron with lamellar graphite have been calculated. |
| first_indexed | 2025-09-24T17:41:13Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.localhost:article-275 |
| institution | Metal Science and Treatment of Metals |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-17T12:07:46Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.localhost:article-2752023-10-23T09:11:45Z Prediction of the mechanical properties of gray cast iron (probabilistic approach) Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) Sirenko, К.A. Mazur, V.L. чавун литво хімічний склад вуглецевий еквівалент відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію ступінь евтектичності твердість міцність cast iron casting chemical composition carbon equivalent carbon to silicon ratio degree of eutecticity hardness, strength The article analyses the literature on the dependence of mechanical properties (tensile strength, hardness, etc.) of grey cast iron castings on the percentage of chemical elements in its composition and on the carbon equivalent, degree of eutecticity, and the ratio of carbon to silicon content. On the example of assessing the mechanical properties of cast iron with lamellar graphite, these dependencies are considered in the probabilistic aspect. It is emphasised that even within the same ranges of percentage of chemical elements in cast iron, as defined in standards or specifications, the values of its carbon equivalent, eutecticity, and the ratio of carbon to silicon content may be different. On the other hand, with different percentage ratios of chemical elements in the cast iron composition, the values of its carbon equivalent may be the same. It is shown that the conclusion about the presence or absence of correlation, in particular, between the hardness of castings and the carbon equivalent of the grey cast iron from which they are made, depends on the interval of variation of this argument. If the variation in the hardness of castings is significant and the interval for changing its carbon equivalent, calculated according to the chemical composition of cast iron specified in the standard for a particular casting product, is relatively short, the dependence of cast iron hardness on its carbon equivalent may not be evident. The disadvantage of the known empirical formulas intended for the approximate calculation of the tensile strength and hardness of cast iron based on its carbon element and eutecticity is the uncertainty of the choice of these indicators. It is proposed to use in such formulas the mathematical expectations (average values) of the carbon equivalent, eutecticity degree and the ratio of carbon to silicon content determined in the probabilistic approach using the Monte Carlo method. It is recommended that the distributions of chemical elements in grey cast iron within their intervals provided for in the standards be considered in accordance with the normal Gaussian law. Based on the information on the chemical composition and properties of grey cast iron with lamellar graphite smelted in accordance with the requirements of DSTU 8833-2019, the dependence of the carbon equivalent and the degree of eutecticity on the ratio of carbon to silicon content, as well as the strength and hardness of castings on these characteristics of the chemical composition of cast iron, have been identified. The formulas for determining the mechanical properties of grey cast iron with lamellar graphite have been calculated. Проаналізовано літературні джерела щодо висвітлення залежності механічних властивостей (границі міцності, твердості тощо) ливарних виробів з сірого чавуну від відсоткового вмісту хімічних елементів у його складі та від вуглецевого еквівалента, ступеня евтектичності, відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію. На прикладі оцінки механічних показників чавуну з пластинчастим графітом зазначені залежності розглянуто у ймовірнісному аспекті. Підкреслено, що в межах навіть однакових діапазонів відсоткового вмісту хімічних елементів у складі чавуну, визначених у стандартах чи технічних умовах, значення його вуглецевого еквівалента, ступеню евтектичності, відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію можуть бути різними. З іншого боку, при різних співвідношеннях відсоткового вмісту хімічних елементів у складі чавуну величини його вуглецевого еквівалента можуть бути однаковими. Показано, що висновок про наявність чи відсутність кореляції, зокрема, твердості ливарних виробів і вуглецевим еквівалентом сірого чавуну, з якого вони виготовлені, залежить від інтервалу варіювання цього аргументу. При значних величинах розкиду величини твердості виливків і відносно короткому інтервалі зміни його вуглецевого еквівалента, розрахованого згідно з хімічним складом чавуну, визначеним у стандарті на конкретну ливарну продукцію, залежність твердості чавуну від його вуглецевого еквівалента може не проявлятися. Недолік відомих емпіричних формул, призначених для орієнтовного розрахунку границі міцності і твердості чавуну за даними його вуглецевого елемента і ступеня евтектичності полягає у невизначеності вибору саме цих показників. Запропоновано використовувати у таких формулах математичні очікування (середні значення) величин вуглецевого еквівалента, ступеня евтектичності й відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію, визначені у ймовірнісному підході із застосуванням методу Монте-Карло. Розподіли хімічних елементів у сірому чавуні в межах їх інтервалів, передбачених у стандартах, рекомендовано розглядати відповідно нормальному закону Гаусса. На базі інформації щодо хімічного складу і властивостей сірого чавуну з пластинчастим графітом, що виплавляють згідно з вимогами ДСТУ 8833-2019, виявлені залежності вуглецевого еквівалента та ступеня евтектичності від відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію, а також границі міцності і твердості виливків від цих характеристик хімічного складу чавуну. Розраховано формули для визначення механічних властивостей сірого чавуну з пластинчастим графітом. Physico- Technological Institute of Metals and Alloys of the NAS of Ukraine 2023-09-30 Article Article application/pdf https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2023-3-3 10.15407/mom2023.03.019 Scientific Technical Journal; Vol. 29 No. 3 (2023): The Scientific Technical journal Metal Science and Treatment of Metals; 19-30 Науково-технічний журнал; Том 29 № 3 (2023): Науково-технічний журнал Металознавство та обробка металів; 19-30 2664-2441 2073-9583 10.15407/mom2023.03 uk https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2023-3-3/2023-3-3 Copyright (c) 2023 Scientific Technical Journal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | чавун литво хімічний склад вуглецевий еквівалент відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію ступінь евтектичності твердість міцність Sirenko, К.A. Mazur, V.L. Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| title | Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| title_alt | Prediction of the mechanical properties of gray cast iron (probabilistic approach) |
| title_full | Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| title_fullStr | Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| title_full_unstemmed | Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| title_short | Прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| title_sort | прогнозування механічних властивостей сірого чавуну (ймовірнісний підхід) |
| topic | чавун литво хімічний склад вуглецевий еквівалент відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію ступінь евтектичності твердість міцність |
| topic_facet | чавун литво хімічний склад вуглецевий еквівалент відношення вмісту вуглецю до вмісту кремнію ступінь евтектичності твердість міцність cast iron casting chemical composition carbon equivalent carbon to silicon ratio degree of eutecticity hardness strength |
| url | https://momjournal.org.ua/index.php/mom/article/view/2023-3-3 |
| work_keys_str_mv | AT sirenkoka predictionofthemechanicalpropertiesofgraycastironprobabilisticapproach AT mazurvl predictionofthemechanicalpropertiesofgraycastironprobabilisticapproach AT sirenkoka prognozuvannâmehaníčnihvlastivostejsírogočavunujmovírnísnijpídhíd AT mazurvl prognozuvannâmehaníčnihvlastivostejsírogočavunujmovírnísnijpídhíd |