Досліджено питання одержання модифікованого шару дискретної будови на виробах з чавуну за допомогою плазмової поверхневої обробки. Визначено режими такої обробки, що дозволяють досягти умов необхідної модифікації поверхневого шару чавунів з різною формою графіту за рахунок реалізації надшвидкісного загартування з твердого (без оплавлення поверхні) або нерідкого (з оплавленням поверхні) станів. Установлено, що найбільш висока твердість на сірому та високоміцному чавунах досягається за плазмової обробки з оплавленням поверхні, а найбільш висока зносостійкість і тріщиностійкість - під час обробки без оплавлення на високоміцному чавуні й з оплавленням на сірому чавуні. Виконано математичне моделювання напруженого стану дискретних модифікованих шарів, що дозволяє визначити їх будову. Показано, що оптимальне співвідношення зносостійкості та тріщиностійкості відбувається у випадку, коли відстань між модифікованими шарами становить половину їх ширини, а базовою схемою обробки повинно бути плазмове модифікування без оплавлення поверхні, коли в поверхневому шарі виникають залишкові стискальні напруження. На підставі результатів комплексних досліджень структури й експлуатаційних властивостей чавунів за дискретної плазмової обробки розроблено нові способи модифікації чавунних виробів типу броньових плит, валків, напрямних металорізальних верстатів.

  Скачати повний текст

Розроблено теплофізичну модель формування кулястого графіту за умов модифікування чавуну магнієм. Установлено причини виникнення браку "чорні плями" у виливках з високоміцного чавуну та розроблено рекомендації щодо їх зменшення. Розроблена модель передбачає використання теплофізичних процесів нагрівання, розплавлення та переходу магнію до пароподібного стану, за якого поглинається значна кількість теплової енергії. Тому навколо пароподібного магнію утворюється затверділий шар чавуну, товщину і масу якого було розраховано. З'ясовано, що процес послідовного проростання графіту у порожнину чавунно-магнієвого комплексу відбувається з зовнішньої поверхні в середину. За умов охолодження виливка перехід пароподібного магнію до рідкого стану супроводжується значним виділенням прихованої теплоти пароутворення. Експериментально встановлено зменшення щільності білого чавуну після модифікування, утворення пор кулястої форми, які є зародками для подальшого утворення кулястого графіту. За сірчаними відбитками та макроструктурою виконано кількісний аналіз розподілу MgS у прокатному валку масою 2 200 кг. Запропоновано коригувати шихтування плавок для виливків з високоміцного чавуну.

  Скачати повний текст