Статьи/ Перспективы производства отливок из ЧШГ аустенитно-бейнитного класса
Перспективы производства отливок из ЧШГ аустенитно-бейнитного класса.
Корниенко Э.Н., Панов А.Г., Хальфин Д.Ф.
Страницы: 1
| 2
| 3 |
<<...
Режим 4: Аустенитизация при Т=900°С в течении 6 часов, изотермическая закалка и выдержка при температуре 300°С в течении 0,5
часа, охлаждение в жидком азоте и последующий отпуск с температуры 300°С в течении 3 часов.
Твердость: у края ~55,4 HRC , в центре ~52,8 НRC (среднее значение из 30 измерений).
Микроструктура: Графит шаровидный правильной и неправильной формы. Размеры включений от 15 мкм до 45 мкм. Распределение неравномерно.
Количество графита по площади 8-10% (рис.5а).
Металлическая основа у литого края грубо игольчатая, встречаются участки в виде пакета параллельных пластин; к центру – структура
игольчатая. Остаточный аустенит в незначительных количествах (рис.5б, в).
 |
 |
 |
| Рис.5а. Структура образца с режимом – 4 (нетравленый, x100) |
Рис.5б. Структура образца с режимом – 4 (травленый, x500) |
Рис.5в. Структура образца с режимом – 4 (травленый, x1000) |
Режим 5: Аустенитизация при Т=900°С в течении 6 часов, изотермическая закалка и выдержка при температуре 300°С в течении 0,5
часа, охлаждении на воздухе и последующий отпуск при температуре 300°С в течении 3 часов.
Твердость: у края ~45,4 HRC , в центре ~44,3 НRC (среднее значение из 30 измерений).
Микроструктура: Графит шаровидный правильной и неправильной формы, отдельные включения компактной формы. Размеры включений от 25 мкм до 45
мкм, отдельные включения до 60 мкм. Распределение неравномерно. Количество графита по площади 6-8% (рис.6а).
Металлическая основа у литого края игольчатая, встречаются участки в виде пакета параллельных пластин (рис.6б); к центру – иглы
увеличиваются. Остаточный аустенит в незначительных количествах (рис.6в).
 |
 |
 |
| Рис.6а. Структура образца с режимом – 5 (нетравленый, x100) |
Рис.6б. Структура образца с режимом – 5 у края (травленый, x500) |
Рис.6в. Структура образца с режимом – 5 в центре (травленый, x500) |
Результаты механических испытаний приведены в таблице 3:
Таким образом, наилучшее сочетание прочности и пластичности получено при 5 режиме термообработки.
Совместно с ОАО «КамАЗ» в 1998 году была начата работа по проверке возможности изготовления шестерен КПП
грузовиков из АБЧШГ (рис. 7 а, б).
Отливки изготавляли в ООО «НЭК», затем они проходили механическую обработку в ОАО «КамАЗ».
Термообработку осуществляли в ООО «НЭК». Шлифовку шестерен и сборку коробки перемены передач производили в ОАО «КамАЗ».
В одной коробке для сравнительных испытаний одновременно были установлены пары шестерен
"чугун-чугун", "сталь-чугун", "сталь-сталь". Коробки установлены на автомобили КамАЗ – 5511, которые эксплуатировались
в ООО «НЭК» в условиях повышенных нагрузок.
 |
| Рис.7а. Внешний вид отливки шестерни
|
 |
| Рис.7б. Внешний вид детали шестерни |
Химический состав чугуна шестерен, %: 3,5 С; 3,3 Si; 0,15 Mn; 0,20 Mo; 1,0 Ni; 1,15 Cu; 0,1 Cr; 0,08 Mg.
Режим изотермической закалки: Тауст= 900°С; τауст= 4
час.; Ти.в.= 290°С; tauи.в.= 2 час.
Примерно через 170000 км эксплуатации автомобиля коробка «захрустела» и была снята с автомобиля. Было обнаружено, что на одной из стальных
шестерен выломаны два зуба, одна из экспериментальных чугунных шестерен, которая работала в паре с чугунной
шестерней (№14.1701055) имеет незначительный износ поверхности зубьев. Делитель, на котором была установлена ещё одна шестерня, работающая в паре
со стальной «родной» шестерней, без исследования был переставлен на другую коробку перемены передач. Её эксплуатационные испытания в настоящий
момент продолжаются.
Шестерня со следами износа была снята и исследована. Микроструктура чугуна шестерни состоит из правильного и
неправильного шаровидного графита с единичными включениями звездообразного и компактного, которые распределены преимущественно равномерно,
размеры включений 45-180 мкм в количестве 8-10%. Металлическая основа состоит из бейнита, небольшого количества мелкоигольчатого мартенсита, остаточного
аустенита и феррита в количестве 15-20%. По краю зуба трооститная кайма глубиной до 0,3 мкм, приграничный к кайме со стороны сердцевины слой
частично обезуглерожен.
Таким образом, проведённый эксперимент позволил сделать вывод, что даже неудачно подобранный химический состав (завышенное содержание кремния),
и связанная с ним микроструктура, далёкая от оптимальной, позволяют чугунам из аустенитно-бейнитных чугунов с шаровидным графитом успешно
конкурировать с традиционным для нашей страны материалом для шестерен – легированной кованой сталью.
Список использованной литературы:
- Клецкин Я.Г., Левитан М.М., Бейнитный чугун с шаровидным графитом. «Литейное производство», №9, 1987
- Корниенко Э.Н., Колесников М.С., Разработка высокопрочных чугунов с повышенными специальными свойствами. Изд. КамПИ, Набережные Челны, 1999
- Hans J. Heine “Austempered Ductile Iron. A state-of-the-Art Report”. “Foundry Management & Technology”, №11, 1988
- А.С. №1498812, 1989, «Модификатор», Корниенко Э.Н. и др.
- Панов А.Г. Требования к качеству модификаторов
Корниенко Э.Н., Панов А.Г., Хальфин Д.Ф. Перспективы производства отливок из ЧШГ аустенитно-бейнитного класса // М: Литейщик России, 2004, № 6. – с. 11-16.
Страницы: 1
| 2
| 3 |
Перейти к разделу "Статьи"
|
