Содержание к диссертации
Введение
1.Состояние вопроса,цель и задачи исследования 10
2.Материал и методики исследования 21
3. Результаты экспериментального исследования влияния РЗМ-и кальцийсодержащих присадок на структурообразо-вание,отжиг и свойства микролегированного хромом и никелем чугуна с компактным графитом 27
3.1. Исследование влияния модифицирования РЗМ-и каль-цийсодержащими присадками на структурообразова-ние белого чугуна микролегированного хромом и никелем 27
3.2. Исследование особенностей структурообразования и графитизации комплексно-модифицированного и микролегированного белого чугуна в процессе отжига 40
3.3. Исследование влияния микролегирования в сочетании с комплексным модифицированием на механические свойства чугуна с компактным графитом ... 59
4. Исследование влияния РЗМ-содержащих модификаторов на противодействие вредным микропримесям в ковком чугуне 68
5.Обсуждение результатов исследований,разработка новых технических решений и их внедрение в производство... 84
Литература 104
Приложения 117
- Исследование влияния модифицирования РЗМ-и каль-цийсодержащими присадками на структурообразова-ние белого чугуна микролегированного хромом и никелем
- Исследование особенностей структурообразования и графитизации комплексно-модифицированного и микролегированного белого чугуна в процессе отжига
- Исследование влияния микролегирования в сочетании с комплексным модифицированием на механические свойства чугуна с компактным графитом
- Исследование влияния РЗМ-содержащих модификаторов на противодействие вредным микропримесям в ковком чугуне
Введение к работе
ХХУІ съезд КПСС и последующие Пленумы ЦК КПСС определили главные задачи дальнейшего развития машиностроения как основной базы технического перевооружения всех отраслей народного хозяйства и укрепления промышленного потенциала страны.Одна из важнейших задач - повышение технического уровня литейного производства, преимущественное внедрение безотходных материало-,энер-го- и трудосберегающих процессов,повышение производительности труда на основе единой научно-технической политики.
литейному производству принадлежит в современных условиях одно из важнейших мест в решении намеченной партией ключевой проблемы - перевода экономии страны на интенсивный путь развития, что может быть обеспечено только на основе внедрения последних достижений науки и техники,обеспечивающих выпуск литых деталей меньшей массы и более высоких эксплуатационных характеристик.
Широко применяемым материалом в промышленности и особенно в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении является чугун,служащий основой для изготовления 40-50$ (по массе)всех деталей современных машин и оборудования.Наиболее распространен серый чугун с пластинчатым графитом,несколько меньше - ковкий чугун с хлопьевидной формой углерода отжига и значительно в меньшей степени(что связано со сравнительно недавним его внедрением в производство),но с опережающими темпами развития - высокопрочный чугун с шаровидной формой графита.
Конструкционные чугуны в зависимости от структуры графита и матрицы весьма разнообразны по свойствам.Механическая прочность графита, количество которого зависит от содержания углерода, в десятки раз меньше прочности металлической основы чугуна;
4 включения графита в первом приближении можно считать пустотами, уменьшающими рабочее сечение.Кроме того они являются концентраторами напряжений, что также понижает прочность чугуна и способствует его хрупкому разрушению. Отрицательное влияние графита на прочность чугуна уменьшается по мере приобретения им компактной формы и тем существеннее, чем ближе эта форма приближается к шаровидной.
Наиболее благоприятным, с точки зрения физико-механических свойств, сочетанием количества графита (наименьшее по сравнению с серым и высокопрочным чугунами) и формой графитных включений (хлопьевидной - значительно лучше пластинчатой, но хуже шаровидной) обладают ковкие чугуны, о чем свидетельствуют сходные характеристики разрушения при статических нагрузках чугунов высокопрочных с шаровидным графитом и ковких перлитных чугунов с менее благоприятной - хлопьевидной формой углерода отжига.
Исследования последних лет показали, что с понижением температуры до - 60С свойства ковкого чугуна изменяются незначительно, что в сравнении с литой и деформированной сталью,а также с высокопрочным чугуном с шаровидным графитом этот материал отличается большей хладостойкостью, что открывает широкие перспективы дальнейшего роста использования ковкого чугуна в машиностроении для изготовления машин, работающих в условиях крайнего севера и дальнего востока.
Ферритный ковкий чугун по своим механическим свойствам зачастую не отвечает возросшим требованиям, предъявляемым к конструкционным материалам. В последние годы все большее применение находит перлитный и феррито-перлитный ковкий чугун с более высокими прочностными свойствами. Повышение эксплуатационных характеристик перлитного ковкого чугуна еще в большей степени
расширит область его применения, что исключит необходимость использования на практике более дорогих и дефицитных сплавов.
Определение эффективных,экономически и технологически доступных методов, способствующих образованию более компактной, близкой к шаровидной форме углерода отжига, вместо традиционной - хлопьевидной для ковкого чугуна, требующего при его производстве сравнительно дешевых, без особо высоких требований по чистоте шихтовых материалов, дало бы возможность обеспечивать более благоприятное сочетание прочности, пластичности и вязкости в нем по сравнению с высокопрочным чугуном с шаровидным графитом, при получении которого предъявляются высокие требования к чистоте шихты по S ;Р и другим примесям, что в условиях постоянно ухудшающего качества шихтовых материалов усложняет его производство.
Увеличивающееся применение в машиностроении низколегированных марок сталей и использование их отходов в шихте ковкого чугуна затрудняет (в частности из-за повышенного содержания хрома) получение ферритной матрицы и делает экономически выгодным и целесообразным отжиг на феррито-перлитную структуру. При этом обеспечивается дальнейшее увеличение прочностных характеристик за счет микролегирования сплава хромом, никелем и другими элементами и придания графитным включениям компактной формы, что является одним из радикальных средств повышения физико-механических свойств чугуна.
Дополнительным резервом повышения эксплуатационных свойств чугуна (особенно выплавленного в вагранках и содержащего до 0,2 % S ) является глобуляризация сульфидных включений, форма которых играет не менее важную роль на свойства графитсодержа-щих сплавов, чем форма графита. Оптимальные методы комплексного
модифицирования, способствующие образованию округлых сульфидов, обеспечивающие,наряду с этим,более глубокое рафинирование сплава по сере и газам, нейтрализацию вредных неконтролируемых микропримесей таких как S$ , PS ,Sn, и др.которые могут также как хром и никель вноситься в металл шихтовыми материалами,позволят не только повысить свойства чугуна, но и увеличить склонность его к графитизации в процессе отжига.
Исследования, направленные на повышение эксплуатационных характеристик ковкого чугуна за счет экономного легирования сплава хромом и никелем,путем применения в составе шихты отходов низколегированных марок сталей,а также комплексного модифицирования являются актуальными т.к. дают возможность на базе железоуглеродистого сплава с углеродным эквивалентом С в =2,7-3,3$ получать чугун с компактным графитом в отличие от традиционного - хлопьевидного и с повышенным,благоприятно сочетающимся комплексом прочностных и пластических свойств. Открывающиеся перспективы использования машиностроительными заводами собственных отходов низколегированных марок сталей,обеспечивающие исключение операции сортировки шихтовых материалов от хро-мосодержащего стального лома, способствует решению проблемы снабжения литейных цехов шихтой.
Целью настоящей работы является разработка экономно легированного и комплексно-модифицированного чугуна с компактным графитом и повышенными свойствами на основе установления закономерностей влияния легирующих и модифицирующих элементов на структурообразование сплава и процесс графитизации.
Для достижения поставленной цели исследовали чугун,выплавленный в лабораторных и промышленных условиях,модифицированный
7 однокомпонентними и комплексными присадками,прошедший различные циклы термической обработки в обычной и нейтральной (на базе азота) атмосфере.
При изучении микростроения чугуна использовали оптическую количественную металлографию, химический анализ, микрорентгено-спектралышй метод, растровую электронную микроскопию,электронную фрактографию. Для контроля свойств ковкого чугуна применяли статистические, динамические и усталостные испытания.
Научная новизна работы заключается в получении следующих основных научных результатов:
на основании комплексных физико-химических исследований установлены особенности влияния РШ и Ссь на формирование сульфидных и графитных включений в микролегированном хромом и никелем чугуне в процессе кристаллизации и последующем графитизирующем отжиге;
обоснован механизм влияния РЗМ, Сси и Ус на ускорение процесса графитизации при отжиге белого чугуна, что объясняется образованием повышенного количества графитных включений, а также увеличением скорости диффузии углерода в аустените чугуна;
установлено и объяснено комплексное положительное влияние Оь% А/ % РЗМ и Со, , на сопротивление разрушению ковкого чугуна как при обычных, так и пониженных (до - 60С) температурах, что связано с микролегированием металлической матрицы,формированием более чистых границ зерен, улучшением формы сульфидных и графитных включений;
установлен механизм противодействия РЗМ отрицательному влиянию на отжиг и свойства высокохромистого ковкого чугуна микропримесей типа SS , располагающихся по границам зерен и блоков;
разработаны оптимальные методы модифицирования и микролеги-
8 рования, позволяющие направленно воздействовать на формирование структуры и свойств чугуна с компактным графитом.
Практическая ценность работы заключается в получении новых сведений о физико-механических свойствах экономнолегированного хромом и никелем и комплексно модифицированного PSM - и ^-содержащими присадками ковкого чугуна, а также в разработке новых инженерно-технических решений:
разработан и защищен авторским свидетельством экономнолеги-рованный чугун с компактным графитом, модифицированный РЗМ - и ^.-содержащими присадками, обладающий повышенными свойствами; разработан и защищен авторским свидетельством модификатор для чугуна, обеспечивающий ускорение общего цикла отжига белого чугуна и повышение механических свойств ковкого чугуна;
разработаны ускоренные режимы графитизирующего отжига белого чугуна с повышенным содержанием хрома.
Реализация результатов работы заключается в отработке предложенных технических решений в производственных условиях и внедрении комплексной технологии получения ответственных корпусных отливок из феррито-перлитного ковкого чугуна с компактной формой графита на Таганрогском комбайновом заводе.
Внедрение разработок позволило снизить вес отливок, повысить их надежность, уменьшить брак по трещинам и недоотжигу,а также перевести ряд деталей стальных горячештампованных на литые из феррито-перлитного ковкого чугуна, что обеспечило реальный годовой экономический эффект более 130 т.руб. Кроме того, внедрение разработок позволит выпускать сложные корпусные отливки моста ведущих колес комбайнов семейства "Дон" меньшие по массе, чем планировалось.
Предложенные технические решения могут быть широко использо-
ваны при производстве ответственных корпусных отливок из ферри-то-перлитного чугуна в тракторном, автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении.
В целом настоящая работа представляет собой законченное научное исследование, в процессе которого найдены новые решения актуальной задачи повышения эксплуатационных свойств ковкого чугуна. Настоящая работа выполнена в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ Министерства тракторного и сельскохозяйственного машиностроения и планом научных исследований Ростовского-на-Дону ордена Трудового Красного Знамени института сельхозмашиностроения. Основные методические вопросы, результаты исследований и их реализации в производстве опубликованы с участием автора в 10 печатных работах, доложены на 2 Всесоюзных и 4 местных научно-технических конференциях,по результатам разработок получено 2 авторских свидетельства на изобретения.
Исследование влияния модифицирования РЗМ-и каль-цийсодержащими присадками на структурообразова-ние белого чугуна микролегированного хромом и никелем
В ранее проведенных нами исследованиях / 47,48 / показана принципиальная возможность и целесообразность получения отливок из ковкого чугуна экономнолегированного хромом и никелем,путем применения в составе шихты отходов низколегированных марок сталей и комплексного модифицирования присадками, содержащими РЗМ и Ох .
Для более широкого исследования влияния микролегирования и модифицирования с использованием однокомпонентних и комплексных присадок в лабораторных и промышленных условиях были проведены плавки белого чугуна близкого к оптимальному составу. Настоящий раздел посвящен исследованию влияния легирующих (Ot, и //с ) и модифицирующих (РЭМ и Са, в составе комплексного модификатора) элементов на: образование первичной структуры белого чугуна,формирование сульфидных и графитных включений в литом и отожженом чугуне, процесс графитизирующего отжига и особенности структуро-образования ковкого чугуна, а также на процесс разрушения чугуна с компактным графитом как при обычных,так и пониженных температурах.
Производство ковкого чугуна состоит из двух неразрывно связанных процессов: получения отливок из белого чугуна определенного состава и последующего графитизирующего отжига их.От качества проведения этих процессов зависит окончательная структура и свойства отливок. Ввделение первичного графита пластинчатой формы "отсера" в белом чугуне не допускается и считается окончательным браком производства. При выборе оптимальной дозы модифицирующей добавки, вызывающей, при определенном ее количестве,появление "отсера", необходимо, применительно к конкретным условиям производства, установить ее пределы, гарантирующие получение белого чугуна без выделений первичного графита.
Считают что кальций / 54 /, как и небольшие добавки РЗМ/ 64 / способствуют графитизации в процессе кристаллизации чугуна. В случае повышенного содержания сильного карбидообразующего и отбеливающего элемента - хрома, очень важным является правильный выбор оптимального количества РЗМ - и кальцийсодержащих добавок.
Влияние РЗМ vi Сси в составе модификатора на склонность белого чугуна микролегированного хромом и никелем к выделению первичного графита исследовали на промышленных чугунах выплавленных дуплекс-процессом вагранка+ кислая электродуговая печь.Модифицировали чугун комплексными присадками, содержащими 0,01$ Ав и различное количество суммы (РЗМ + Са ) = 0,01+0,20$ при отношении РЗМ: Са - 1:1. Содержание основных графитизирующих элементов С и Sc , при всех вариантах модифицирования и микролегирования, составляло в сумме 3,9$. Содержание хрома и никеля изменялось от 0,07$ до 0,3$ и от 0$ до 0,3$ соответственно. Для проверки вида излома заливалась ступенчатая проба с диаметром 10,25, 30,40 и 50 мм в сырые земляные формы. После остывания в форме в течении 10 мин, пробы выбивались и остывали на спокойном воздухе, после чего ломались и исследовался вид излома.
Проведенные исследования показали (рис.3.1),что введение в жидкий чугун,наряду с алюминием,РЗМ и Са, увеличивает склонность белого чугуна к выделению первичного графита в исследуемых пределах. Хром - элемент отбеливающий; частично нейтрализует графи-тизирующее (в процессе кристаллизации) действие РЕМ тСа, , что позволяет увеличить их дозу в составе модифицирующей добавки.Ни-кель в исследованных пределах оказывает незначительное влияние на выделение первичного графита.
Необходимо отметить, что чугун низкоуглеродистый,но высоко-кремнистый обладает пониженной склонностью к выделению первичного графита при комплексном модифицировании по сравнению с высокоуглеродистым, но низкокремнистым чугуном, аналогично чугунам,модифицированным одним алюминием / 46 /.
Исследование особенностей структурообразования и графитизации комплексно-модифицированного и микролегированного белого чугуна в процессе отжига
Металлографическая структура ковкого чугуна формируется в процессе термической обработки - графитизирующего отжига. Она может состоять из ферритной,феррито-перлитной или перлитной металлической матрицы (в зависимости от выбранных режимов отжига) и включений углерода отжига, форма которых, размеры и характер распределения зависят от вида предварительной обработки как жидкого, так и твердого чугуна, а также от термовременных условий термической обработки.
Повышенное число графитных центров в единице объема обеспечивает сокращение диффузионного пути углерода, что очень важно при отжиге белого чугуна с повышенным содержанием хрома.
Наиболее эффективным способом получения повышенного количества центров графитизации является низкотемпературная обработка (НТО) в сочетании с модифицированием. Наиболее распространенным модификатором является алюминий, который приводит к зарождению большого количества центров графитизации, особенно в сочетании с низкотемпературной обработкой / 87-89 /. Много работ посвящено висмуту и бору/ 90-93 /, вводимых в небольших количествах как модификаторы каждый отдельно, в сочетании друг с другом, либо с алюминием. Но эффект модифицирования алюминием наблюдается лишь в случае проведения специальной НТО,для чего требуется дополнительное время. При модифицировании бором увеличение количества графитных включений происходит без прове дения специальной НТО (что связано с кристаллографическим сходством графита и нитридов бора) но наблюдается строчечное расположение графитных включений. При одновременном вводе АС и В строчечность расположения графитных включений исчезает, но в этом случае появляется необходимость проведения специальной НТО.
Анализ литературных данных и обширного опыта производства ковкого чугуна дает основание считать, что получение повышенного количества центров графитизации путем модифицирования Ав ,В а также их комплексного введения в сочетании друг с другом,либо с другими элементами в случае исключения проведения специальной НТО (что позволило бы сократить процесс отжига на несколько часов) не представляется возможным.
Образование комплексных сульфидов, активизированных окси-сульфидами PSM, изоморфных графиту, при модифицировании белого чугуна РЗМ и Са (см.раздел 3.1), создает условия формирования повышенного количества центров графитизации при кристаллизации сплава.
Для исследований влияния РЗМ - и 2-содержащих присадок на количество, форму, характер распределения углерода отжига, а также на процесс графитизации и формирование структуры микролегированного хромом и никелем ковкого чугуна была проведена серия плавок в провышленных условиях Таганрогского комбайнового завода и завода "Красный Аксай" г.Ростова н/Д. Исходный белый чугун Таганрогского комбайнового завода состава 2,11% С ; 1,23%Si ; 0,65#/% ; 0,16 5 ; 0,047$/ и завода "Красный Аксай" состава 2,35# ; 1,48 ; 0Д9&5 ; 0,67 0,045 модифицировали однокомпонентними (Q9Q2%№) и комплексными РЗМ-и кальцийсодержащими присадками с алюминием (0,01% А ;0,005» 0,05 %Ca; 0,005-0,05$ РЗМ) и без алюминия (0,005 0,05$а; 0,005-0,05$РЗМ). Содержание хрома выдерживалось 0,08;0Д4;0,21 и 0,3 $, а содержание никеля 0; 0,1; 0,18 и 0,31$.
Количество гнезд углерода отжига определяли на образцах отожженного ковкого чугуна диаметром 20 мм с различным содержанием хрома и никеля и с различными вариантами модифицирующих присадок. Образцы отжигались в коробе вместе с серийными отливками в промышленной печи Таганрогского комбайнового завода, работающей с применением нейтральной атмосферы, с общим циклом отжига 18 часов (нагрев до 980С -7 ч. обеспечивающий проведение НТО в интервале 250-500С около 2,5 часов,выдержка при 980-1000С -6 ч, охлаждение от 980С до 760С -2 ч, вторая стадия графитизации при температуре 760 - 720С - 3 ч ).
Повышение содержания карбидообразующих элементов, в том числе и хрома, как указывается в работе / 94 / ведет к уменьшению числа графитных включений. Результатами ваших исследований эти данные не подтвердились, хром в исследуемых пределах, при всех вариантах модифицирующих присадок, практически не оказал влияние на число графитных центров (рис.3.9) (кривые 1,2,3), что согласуется с данными / 13,14,95 /. Микролегирование белого чугуна никелем (0,1-0,3$) способствует повышению числа центров графитизации на 30- 40$ при модифицировании как одним алюминием, так и комплексными РШ-и -содержащими присадками (рис.3.9, кривые 4,5,6), что подтверждает результаты ранее опубликованных работ / 13,49 /.
Исследование влияния микролегирования в сочетании с комплексным модифицированием на механические свойства чугуна с компактным графитом
Целью любого технологического процесса изготовления деталей и изделий из сплавов является обеспечение им определенных физико-механических свойств, которые определяются структурой металлической основы, а также формой, распределением и количеством графитных (для графитсодержащих сплавов) и других неметаллических включений.
В свою очередь структура металлической основы чугуна зависит от химического состава исходного расплава,особенностей процесса кристаллизации этого расплава и последующей термической обработки.
При одинаковой структуре металлической основы основное влияние на механические свойства оказывают форма и размеры графитных и других неметаллических включений и легирование металлической матрицы. Если графитные и др.н.м.в имеют форму приближающуюся к сфере, уменьшается концентрация напряжений и возрастает пластичность. При этом одновременно увеличивается и прочность.
Перлитный ковкий чугун имеет высокую прочность и хорошо обрабатывается резанием, но пластичность его меньше пластичности ферритного ковкого чугуна, что можно объяснить, в связи с более продолжительным отжигом и медленным охлаждением ферритного чугуна, формированием в нем равновесной дислокационной структуры и гомогенизацией сплава по химсоставу.
Использование в составе шихтовых материалов отходов низколегированных марок сталей, обеспечивающее увеличение содержания хрома и никеля в металле, предопределяет повышение механических свойств чугуна за счет легирования металлической основы и образования более компактной формы углерода отжига.
В литературе / 96,97,98 / имеются сведения об увеличении предела прочности и снижении относительного удлинения с увеличением количества хрома в ковком чугуне. Уменьшение пластичности может быть связано не с непосредственным влиянием хрома на механические свойства, а с увеличением количества перлита в матрице. Проведенные исследования / 13,14,15 / показали,что с увеличением количества хрома прочность ковкого чугуна увеличивается при неизменной пластичности и вязкости.
С целью получения сведений о физико-механических свойствах микролегированного хромом и никелем и комплексно-модифицированного РЗМ - и Са-содержащими присадками чугуна с компактным графитом проводились испытания в лабораторных условиях при статических,динамических и усталостных нагрузках.
Для испытаний все образцы были отожжены на феррито-пер-литную структуру (60-70$ /7 ). Результаты влияния микролегирования и комплексного модифицирования на механические свойства ковкого чугуна феррито-перлитного класса приведены в табл.3.4. Как следует из табл.3.4 микролегирование чугуна Оь и //с повышает прочность чугуна. Так например при содержании Ot,--0,16$ жА о- 0,15$ прочность на разрыв повышается на 9-10$ по сравнению с чугуном без никеля и с содержанием 0,08$ Ot . Повышенное содержание Оь и J/L в чугунах обоих заводов не приводит к изменениям пластичности, незначительно повышает ударную вязкость и заметно, на 10-12$ предел усталости ковкого чугуна при содержании 0,27$ Сп, и 0,23$ Л і . Дополнительным резервом повышения комплекса физико-механических свойств, особенно пластичности и ударной вязкости является модифицирование, комплексной РЗМ - и Са- содержащей присадкой.Введение в жидкий металл в составе модификатора, наряду с /1С 0,02$ (РЗМ + Са) способствует повышению прочности на 3-4$, удлинению более чем на 10$, ударной вязкости на 9-10$ и предела усталости на 4-5$. Увеличение дозы РЗМ и Со, в составе присадки, как показано в таблице 3.4 , приводит к дальнейшему повышению физико-механических свойств ковкого чугуна.
Исследование влияния РЗМ-содержащих модификаторов на противодействие вредным микропримесям в ковком чугуне
Широкое применение легированных сталей в машиностроении и других отраслях промышленности, непрерывное вовлечение в эксплуатацию новых рудных источников, создает возможность попадания в состав ковких чугунов почти всех элементов Периодической системы Менделеева. Основная часть усилий специалистов в отношении противодействия вредным примесям для ковкого чугуна была направлена исключительно на связывание серы,азота,кислорода и хрома. Другие вредные примеси редко привлекали внимание исследователей. Но совсем не редки случаи, когда из-за наличия сотых и тысячных долей процента так называемых демодификаторов (P;S\2n Sn ; В і и др.) магний не может проявить свои глобуляризирующие свойства в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом / 101-104 /. Те же примеси, в случае попадания в состав ковкого чугуна, могут оказывать определенное влияние на графитизацию и его мехсвойства. Наиболее вероятной и интересной микропримесью из группы перечисленных для отливок из ковкого чугуна особенно с повышенным содержанием Ot, является So , которая иногда вносится в металл не только шихтовыми материалами, но и специально рекомендуется в составе комплексных присадок для обеспечения нейтрализации хрома / 34-37 /.
Проведенные нами исследования / 41,42 / показали, что сурьма далее при очень незначительном ее количестве ( 0,005$-0,007$) в белом чугуне, модифицированном алюминием, или ферро-силибораллом, при различных видах предварительной обработки (НТО, закалка, пластическая деформация, сверхбыстрый нагрев) уменьшает число центров графитизапии в среднем в 2 раза го сравнению с чугуном без сурьмы. При содержании сурьмы более 0,03$ полностью подавляется благотворное влияние/ ,А, В , на зарождение центров графитизапии; НТО при увеличении ее длительности от I до 5 ч не оказывает никакого влияния на количество графитных включений. Отжиг образцов и деталей из белого чугуна с 0,01% S6 в лабораторных и промышленных условиях показал, что Si способствует перлитизации матрицы,а при содержании ее более 0,03$ удлиняется в 2 раза первая стадия и практически становится невозможной вторая стадия графитизапии чугуна даже с содержанием 0,08$ Ot . Было установлено, что при содержании сурьмы более 0,03$ снижается прочность, пластичность и особенно заметно (в 1,5-2 раза) ударная вязкость. Сурьма существенно ухудшает диффузию углерода, что подтверждается уменьшением глубины диффузионного слоя углерода при цементации сталей. Для выяснения механизма влияния сурьмы на отжиг и свойства ковкого чугуна изучали микрораспределение ее в исходном литом белом чугуне ваграночной плавки, модифицированном 0,02% № и содержащем 0,05$ и 0,129$ SS и 0,18$ Ос ,после закалки в масле в отожженном ковком чугуне методом микрорент-геноспектрального анализа с помощью микроанализатора МАР-2 и микрорентгеноспектральной установки фирмы "Самевах". Установлено весьма неравномерное ее распределение в микрообьемах чугуна. В белом чугуне сурьма практически отсутствует в цементите (рис.4.1,4.2), в то же время в виде сплошного обволакивающего слоя она преимущественно сосредотачивается по границам цементитных блоков, а также в различных дефектах литой исходной структуры. В отожженном ковком чугуне характер распреде ления сурьмы также неравномерный (рис.4.3). Она в основном сосредоточена в раковинах, пустотах и других дефектах литой структуры. В оставшихся отдельных включениях структурно-свободного цементита сурьмы практически нет, в перлитной составляющей чугуна отмечается волнистость излучения сурьмы, ее меньше в местах, где ранее до отжига был цементит.
Наши результаты согласуются с данными исследований о характере распределения сурьмы в сером и магниевом чугуне,полученными радиофотографическим, радиометрическим и рентгенографическим анализами с пршленением радиоактивной сурьмы/106,107/.
Следует отметить, что в местах обогащенных сурьмой серы обнаружено не было, а в составе сульфидных включений не было обнаружено сурьмы, что указывает на отсутствие соединений«So с Образование химического соединения rana-SpgUZjr маловероятно и рентгеноспектральним анализом не подтверждается. Точное же дозирование сурьмы по отношению с хромом для его нейтрализации практически невозможно, т.к. усвоение сурьмы металлом не постоянно,колеблется в значительных пределах при самых различных, порою неуловимых условиях.
Проведенные исследования показали, что хром в основном концентрируется в цементите и незначительное количество его находится в феррите; на границе фаз в белом чугуне отмечается резкий переход,почти по прямой, интенсивности хрома от перлита к цементиту (рис.4.4),а сурьма, наоборот, оттесняется к границам цементитных блоков, а в цементите ее практически нет (см. рис.4.1,4.2). Хром в исходном белом чугуне почти полностью реагируя с наиболее активным неметаллом С » входит в состав сложных хромистых карбидов железа.
