ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР.

Пластическая деформация чугуна в последнее время находит все более широкое применение. Совсем недавно казалось, что чугун вообще не способен к пластической деформации. Ситуация изменилась с появлением скоростных методов деформирования. Применение пластической деформации позволяет в значительной мере обеспечить равномерную структуру, избежать наличия в центральной части отливок усадочной раковины, что позволяет существенно повысить их эксплуатационную стойкость. Одним из методов горячей пласти­ческой деформации является метод прокатки прутков при изготовлении шаров для мельниц, используемых в горнообогатительном оборудовании.

В данной работе приведены результаты исследования влияния химического состава белого легированного чугуна на его горячую пластичность.

С целью выявления зависимости между химическим составом, структурой и горячей пластичностью чугуна применен метод математического планирования активного многофакторного эксперимента. В качестве независимых факторов принято содержание в чугуне углерода, марганца, никеля, хрома, молибдена, титана, бора. Использован план дробного факторного эксперимента (ДФЭ)2 ⁷⁴ (табл. 1).

Эксперименты проводили в литейной лаборатории БГТУ и ЦЗЛ ОАО"БМЗ" в условиях, максимально близких к производственным, поддерживая постоянными такие факторы, как состав шихты, время плавки, температуру заливки, скорость охлаждения металла в форме, состав шихты. Плавки проводили в индукционной тигельной печи с кислой футеровкой емкостью 60 кг.

1.План ДФЭ 2 ^7-4для исследования свойств и микроструктуры отливок из белого легированного чугуна.

Таблица 2. Сжатие заготовки в зависимости от химического состава

Исследования проводили на заготовках цилиндрической формы диаметром 40мм. Заготовки нагревали до 850°С в электрической нагревательной печи канального типа с последующей выдержкой в течение 30 минут. Сжатие образцов производили на разрывной машине Р20 под нагрузкой 20 т. Степень деформирования оценивали по уменьшению высоты заготовки.

Результаты экспериментов приведены в табл. 2.

По результатам опытов была построена математическая модель, устанавливающая совместное влияние химических элементов на сжатие заготовки при высоких температурах деформации.

Yi= 1,88+0,146 С - 0,254 Сг + 0,179 Ni+0,329 Мп - 0,489 Мо + 0,546Тi + 0,264 В

Анализ коэффициентов показал следующее: углерод увеличивает размеры карбидных включений в чугуне, что ведет к образованию в отливке твердого, но хрупкого скелета; хром приводит к замене цементита более твердыми карбидами (Сг,Fе) ₇С ₃ и (Сг,Fе) ₂₃С ₆, уменьшая пластичность заготовок; никель и марганец повышают количество аустенита в чугуне, увеличивая его пластичность; молибден, являясь карбидообразующим элементом, снижает пластичность чугуна; титан измельчает структуру и увеличивает количество аустенита.