LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Підвищення якості чавуну шляхом механічної та теплової дії

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗький національний технічний університет




Баранов Дмитро Олександрович




УДК 621.74:669.13




підвищення якості чавуну шляхом

механічної та теплової дії




Спеціальність 05.16.01.

"Металознавство та термічна обробка металів"




Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук







Запоріжжя-2004

Дисертацією є рукопис


Роботу виконано на кафедрі фізичного матеріалознавства Донецького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України


Науковий керівник:

Доктор технічних наук, професор Алімов Валерій Іванович, Донецький національний технічний університет, м. Донецьк, професор кафедри фізичного матеріалознавства


Офіційні опоненти:

Доктор технічних наук, професор Ольшанецький Вадим Юхимович, Запорізький національний технічний університет (м. Запоріжжя), професор кафедри "Фізичне матеріалознавство"

Доктор технічних наук, доцент Чейлях Олександр Петрович, Приазовський державний технічний університет (м. Маріуполь), проректор


Провідна установа:

Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, відділи фізичних основ легування металів і сплавів та індукованих мартенситних перетворень, м. Київ


Захист відбудеться "___" ____________200_ р. о __ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 17.052.01 при Запорізькому національному технічному університеті (ЗНТУ) за адресою: 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64, ауд. 153.


З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ЗНТУ за адресою: 69063, м. Запоріжжя, вул. Жуковського, 64.


Автореферат розісланий "___" ____________ 200_ р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

Д 17.052.01 д.т.н., проф. Внуков Ю.М.


Загальна характеристика роботи


Актуальність теми. Матеріали сучасної техніки, як правило, багатофункціональні. Окрім вимог до механічної міцності та опору корозії, вони повинні мати і специфічні властивості, що дозволить використовувати їх в машинобудуванні. Цим вимогам задовільняють композиційні матеріали, в яких завдяки суміщенню наповнювача та основи отримують необхідний комплекс властивостей. Як наповнювач, в цих матеріалах використовують графіт. Технологія композиційних матеріалів, що містять графіт, базується, в основному, на металокерамічних способах. Це дозволяє зберегти в матеріалі волокнисту та пластинчату форму графіту. В останні роки в науково-технічній літературі з'явилося багато публікацій та патентів, присвячених виготовленню залізо-графітних композицій із застосуванням металургійного способу. Надання графіту певної форми та орієнтоване розміщення його в залізній матриці, структуру якої можна змінювати термічною обробкою, дозволяє отримати в виробах потрібні властивості. Для утворення таких структур використовують термомеханічну дію на чавун. В зв'язку з цим дослідження впливу механічної дії на рідкий та твердий чавун з метою розробки способів управління структурою і властивостями чавунних виробів треба вважати актуальним як з наукової, так і з практичної точки зору.

Звґязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Напрямок, обраний для дослідження, характеризується тісним узгодженням з науковими планами Донецького національного технічного університету і являє собою подальший розвиток досліджень, виконаних в останні десятиріччя на фізико-металургійному факультеті ДонНТУ по розробці технологій, заснованих на суміщенні деформації та термічної обробки залізних сплавів. В рамках координаційного плану Міністерства освіти і науки України в ДонНТУ виконується науково-дослідна робота "Наукові основи механотермоциклічного способу удосконалення багатофазних сплавів" (ДР 0102U001221), в якій автор є виконавцем.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи є встановлення характеру механотермічної дії на формування структури та властивостей чавуну, та використання отриманих даних для поліпшення якості півфабрикатів.

Поставлена мета передбачає виконання наступних задач:

- виконати експериментальне дослідження впливу механічної та теплової дії на форму та розміщення графітних частинок в чавуні;

- визначити закономірності структуроутворення під час пластичної деформації чавуну із кулястим графітом;

- визначити вплив виду та основних параметрів деформації на деформівність і властивості високоміцного чавуну;

- визначити вплив попередньої деформації на зневуглецювання та графітизацію під час охолодження чавуну;

- розробити рекомендації по підвищенню деформівності високоміцного чавуну та випробувати їх на півфабрикатах.

Об'єкт дослідження. Чавуни із пластинчастим та кулястим графітом різного хімічного складу.

Предмет дослідження. Процеси структуроутворення та зміна властивостей високоміцного чавуну під час механічної та теплової дії.

Методи дослідження. Для докладного вивчення закономірностей структуроутворення чавуну під час механічної дії та визначення механізму формування його властивостей після прокатки та кування були використані засоби оптичної металографії та комп'ютерна обробка отриманих структур в трьох взаємно перпендикулярних перерізах деформованого чавуну, методи кількісної металографії, вимірювання твердості, густини, опору корозії, графітоутворення та зневуглецювання, аналіз деформівності чавуну способом прокатки клиноподібних зразків.

Наукова новизна.

1. Вперше, на підставі проведених досліджень за допомогою комп'ютерного моделювання визначено просторовий обрис частинок графіту, які утворюються під час холодної, теплої та гарячої прокатки високоміцного чавуну, а появу "хвостів" і "вусів" пов'язано із руйнуванням металевої основи.

2. Визначено закономірності зміни твердості та густини високоміцного чавуну внаслідок холодної, теплої і гарячої прокатки в широкому інтервалі обтиснень, що доповнюють відомі дані та поширюють залежності вищезазначених характеристик від різних чинників впливу.

3. Вперше встановлено вплив ступеня гарячої прокатки на утворення структурно вільного фериту, що формується при охолодженні і кількість якого збільшується відповідно попередній деформації, а після прокатки з обтисненням е>0,5 збільшується в [2(1 - е)]-1 раз.

4. Вперше встановлено, що зміна форми графіту при прокатці і куванні високоміцного чавуну призводить до анізотропії фізико-хімічних властивостей, що особливо спостерігається при вимірюванні опору корозії та зневуглецюванню і потребує враховування під час технологічних випробувань.

5. Отримані кількісні залежності формозміни графіту від параметрів обробки тиском дозволяють прогнозувати вплив механотермічної дії на якість чавуну, оскільки твердість, густина, опір корозії, схильність до зневуглецювання та графітизації визначаються вихідним станом, температурою та мірою обтиску.

Внаслідок всього вищенаведеного набув подальший розвиток науково обгрунтований вибір основних параметрів технології деформованого