CC BY
13Ключевые слова: износостойкий чугун, термическая обработка, микроструктура, абразивный износ, химический состав, карбид.
В настоящее время в литейном производстве Навоийского машиностроительного завода (Узбекистан) производится около 117 тонн в месяц литых деталей (отливок) из высокохромистого белого чугуна. Наибольшую долю литья составляют детали оборудования, используемого для горных работ в качестве измельчителей горных пород, которые изготавливают из чугуна марок 280Х29НЛ и 300Х32Н2М2ТЛ. Оптимизация состава чугунов и режимов термической обработки (как предварительных, так и завершающих) отливок представляет весьма актуальную задачу для предприятия, поскольку снижение степени легированности химического состава чугунов и повышение эксплуатационных свойств деталей из них является показателем эффективности деятельности предприятия, в частности и отрасли в целом [1].
Материалы и методы исследования. В качестве исследуемого материала были выбраны износостойкие белые чугуны 280Х29НЛ и 300Х32М2Н2ТЛ.
Для проведения исследований с применением литейного холодильника отлиты образцы размерами 25х20х20 мм из белых износостойких чугунов марки 280Х29НЛ и 300Х32Н2М2ТЛ на индукционной печи ИЧТ-2,5 (пр-во Россия).
Термическую обработку образцов производили в термопечи модели СНОЛ 3/11 по технологии, указанной в рис. 1.
юоо воо " 600 (ВО
Зч
тс-
200
2 ( 6 8 Ю 12 11 И I Ьреня час
Рис. 1. График нагрева отливок под закалку.
После закалки отливки подвергнуты низкому отпуску для снятия внутренних напряжений при температуре 180-250 0С в течении 2-3 часов. Результаты и их обсуждение.
Усредненные результаты изучения химического состава белых чугунов приведены в таблице 1.
Таблица 1. Химический состав исследуемых сплавов.
Элементы , %
C Si Mn P S & № Mo ТС
280Х29НЛ 2,92 0,51 0,57 0,067 0,032 28,86 1,54 0,057 - 0,2
300Х3 2Н2М2ТЛ 2,67 1,13 0,57 0,043 0,018 31,58 1,93 0,37 0,2 0,07
Анализ табл. 1 показывает, что составы полученных сплавов соответствуют требованиям стандартов.
Микроструктура высокохромистых чугунов в литом состоянии представлена мартенсито-трооститной металлической матрицей и эвтектическими колониями на базе карбида хрома М7С3, имеющих розеточную морфологию (рис. 3.1).
280Х29НЛ
300Х32Н2М2ТЛ
Рис. 2 - Микроструктура чугуны до термическая обработка. х300 Перлитная составляющая присутствует и в эвтектике. На микрошлифах после травления такие участки выглядят более темными. В чугуне 300Х32Н2М2ТЛ металлическая основа более легирована хромом, поэтому устойчивость аустенита увеличивается в перлитной области и его распад происходит в мартенситной области (см. рис. 2, б). В структуре исследуемых чугунов преобладают поперечные сечения аустенитно-карбидных колоний, ориентированных большой осью, в основном, перпендикулярно поверхности. Длительный высокотемпературный отжиг при 960°С способствовал частичному растворению и измельчению эвтектики и получению более дисперсных карбидов (рис. 3).
Рис. 3 - Микроструктура чугуны после термическая обработка. Х300
В чугуне марки 280Х29НЛ в процессе медленного охлаждения произошло выделение большого числа карбидов хрома, объемная доля которых достигает до 58 % В более высокохромистом чугуне 300Х32Н2М2ТЛ сохранилась «розеточная»
морфология карбидной эвтектики, однако, размеры частиц карбидов в колонии уменьшились за счет частичного растворения. Нагрев чугуна 280Х29НЛ при закалке до 960 °С привел к незначительному растворению карбидов в эвтектике (рис. 3, а). В чугуне марки 300Х32Н2М2ТЛ при нагреве под закалку до 960 °С в структуре сохранилось большое количество нерастворившихся карбидов, расположенных в местах нахождения розеток карбидной эвтектики (рисунок 3, б).
В отпущенном чугуне марки 300Х32Н2М2ТЛ наблюдается большое количество крупных карбидов хрома, их выделение соответствует расположению эвтектики в литом состоянии.
После закалки с охлаждением на воздухе получена наиболее однородная мартенсито-карбидная структура в исследуемых чугунах, причем в чугуне марки 280Х29НЛ вследствие меньшего содержания хрома распределение карбидов более равномерное по сравнению с чугуном марки 300Х32Н2М2ТЛ.
Список литературы:
Цыпин И. И. Износостойкие отливки из белых легированных чугунов М.: НИИмаш, 1983. 56 с.
УДК 664.8/.9:57.03
Данильчук Т.Н.
д.т.н., профессор кафедры «Технологии и биотехнологии продуктов питания животного происхождения» ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Ефремова Ю.Г.
Магистр кафедры «Технологии и биотехнологии продуктов питания животного происхождения» ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Бережная Е.А.
Студент кафедры «Технологии и биотехнологии продуктов питания животного происхождения» ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Краснова Е.В.
Студент кафедры «Технологии и биотехнологии продуктов питания животного происхождения» ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Барковская И.А.
Студент кафедры «Технологии и биотехнологии продуктов питания животного происхождения» ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
Атюнина Ю.В.
Студент кафедры «Технологии и биотехнологии
продуктов питания животного происхождения»
ФГБОУ ВО «Московский государственный университет пищевых производств»
140
