satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2022-21-6-464-472sat-2612Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕMECHANICAL ENGINEERING АND ENGINEERING SCIENCEО применении внутренних источников теплоотвода при получении отливок из износостойких хромистых чугуновOn Application of Internal Heat Sink Sources when Producing Castings from Wear-Resistant Chromium Cast IronПумпурВ. А.PumpurV. A.

Кандидат технических наук, доцент

г. Могилев

Mogilev

АнисовичА. Г.AnisovichA. G.

Доктор физико-математических. наук, профессор

г. Минск

Minsk

БарановскийК. Э.BaranouskiK. E.

Кандидат технических наук, доцент

г. Минск

Minsk

ДуваловП. Ю.DuvalauP. Yu.

Адрес для переписки:Дувалов Павел Юрьевич –Институт технологии металлов НАН Беларуси,ул. Бялыницкого-Бирули, 11,212030, г. Могилев, Республика БеларусьТел.: +375 222 64-30-20lcti@yandex.by

Address for correspondence:Duvalau Pavel Yu. –Institute of Technology of Metals of NAS of Belaru,s’11, Bialynitskaga-Biruli str.,212030, Mogilev, Republic of BelarusTel.: +375 222 64-30-20lcti@yandex.by

lcti@yandex.byАндриенкоВ. М.AndryienkaV. M.

г. Могилев

Mogilev

Институт технологии металлов Национальной академии наук БеларусиБеларусьInstitute of Technology of Metals of National Academy of Sciences of BelarusBelarusИнститут прикладной физики Национальной академии наук БеларусиБеларусьInstitute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of BelarusBelarusБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus202202122022216464472Copyright © Пумпур В.А., Анисович А.Г., Барановский К.Э., Дувалов П.Ю., Андриенко В.М., 20222022Пумпур В.А., Анисович А.Г., Барановский К.Э., Дувалов П.Ю., Андриенко В.М.Pumpur V.A., Anisovich A.G., Baranouski K.E., Duvalau P.Y., Andryienka V.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/2612

Реферат. Исследованы особенности образования отливок из хромистого чугуна при литье в комбинированную структуру с использованием источников теплоотвода, введенных в расплав. Проведена серия экспериментов с износостойким хромистым чугуном ИЧХ18ВМ. В качестве макрохолодильников использовались: пластина из массы толщиной 0,5 мм с добавлением 3–5 % Ti, смесь бура и дробленого феррохрома (1–4 мм), дробь из белого чугуна. Методом рентгеноструктурного анализа определен анализ состава образцов, а также исследование их микроструктуры. Для выборки, произведенной с использованием дроби из чугуна, проведено испытание на твердость. Особое влияние на скорость охлаждения отливки и ее микроструктуру оказывает особенно сильное влияние внутреннего источника теплоотвода. наиболее перспективной оказалась смесь буров и дробленого феррохрома, которые не растворились в зоне расплава и образования с локальным разрушением структуры, а также дроби из белого чугуна – более технологичной альтернативы феррохрому. Применение дроби из белого чугуна приводит к измельчению структуры детали «Список подкладной У3.1,1» из износостойкого хромистого чугуна, а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования. которые не растворились в расплаве и образовались зоны с локальным разрушением структуры, а также дробления из белого чугуна – более технологичной альтернативы феррохрому. Применение дроби из белого чугуна приводит к измельчению структуры детали «Список подкладной У3.1,1» из износостойкого хромистого чугуна, а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования. которые не растворились в расплаве и образовались зоны с локальным разрушением структуры, а также дробления из белого чугуна – более технологичной альтернативы феррохрому. Применение дроби из белого чугуна приводит к измельчению структуры детали «Список подкладной У3.1,1» из износостойкого хромистого чугуна, а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования. а также дроби из белого чугуна – более технологичной альтернативы феррохрому. Применение дроби из белого чугуна приводит к измельчению структуры детали «Список подкладной У3.1,1» из износостойкого хромистого чугуна, а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования. а также дроби из белого чугуна – более технологичной альтернативы феррохрому. Применение дроби из белого чугуна приводит к измельчению структуры детали «Список подкладной У3.1,1» из износостойкого хромистого чугуна, а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования. а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования. а также к повышению твердости ее рабочей поверхности на 2,6 HRC. Практически вся вступившая в расплав дробь расплавилась. В результате проведенных исследований было выявлено, что применение феррохрома и дроби из белого чугуна является эффективным механизмом измельчения структуры и практическим способом высвобождения детали из хромистого чугуна с повышенной твердостью. Все это может повысить износостойкость деталей дробильно-размольного оборудования.

The features of the formation of castings from chromium cast iron during casting in a combined mold are studied using internal sources of heat removal introduced into the melt. A series of experiemеnts has been carried out with wear-resistant chromium cast iron. The following macrocoolers have been used: a 0.5 mm thick silumin plate containing 3–5 % Ti; a mixture of borax and crushed ferrochrome (1–4 mm); white cast iron shot. The phase composition of the samples has been determined by X-ray diffraction analysis, and their microstructure has been also studied. Hardness testing has been carried out on specimens obtained with cast iron shot. The most effective method of using an internal source of heat removal, which has a significant effect on the cooling rate of the casting and its microstructure, has been determined. The most promising was a mixture of borax and crushed ferrochrome particles, which did not dissolve in the melt and formed zones with local structure refinement, as well as white cast iron shot, a more technological alternative to ferrochrome. The use of white cast iron shot has led to a refinement of the structure of the part “Backing sheet У3.1,1 [U3.1.1]” made of wear-resistant chromium cast iron, as well as to an increase in the hardness of its working surface by 2.6 HRC. Almost all of the shot introduced into the melt has been melted. As a result of the research, it has been revealed that the use of ferrochrome and white cast iron shot is an effective way of local structure refinement and a practical possibility of obtaining a part made of chromium cast iron with increased hardness. All this can increase the wear resistance of parts of crushing and grinding equipment.

износостойкий хромистый чугунлитьекомбинированные формывнутренние источники теплоотводамакрохолодильникиферрохромдробь из белого чугунаwear-resistant chromium cast ironcastingcombined moldsinternal heat removalmacrocoolersferrochromewhite cast iron shotReferencesГарбер, М. Е. Износостойкие белые чугуны: свойства, структура, технология, эксплуатация / М. Е. Гарбер. М.: Машиностроение, 2010. 280 с.Garber M. E. (2010) Wear-Resistant White Cast Irons: Properties, Structure, Technology, Operation. Moscow, Mashinostroenie Publ. 280 (in Russian).Структура и твердость литых деталей из износостойких чугунов / Е. И. Марукович [и др.] // Литье и металлургия. 2017. Т. 88, № 3. С. 39–44. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2017-3-39-44.Marukovich E. I., Ilyushenko V. M., Duvalau P. Yu., Kalentsionak A. I., Baranouski K. E. (2017) Structure and Hardness of Castings Made from Wear-Resistant Cast Irons. Litiyo i Metallurgiya = Foundry Production and Metallurgy, 88 (3), 39–44. https://doi.org/10.21122/16836065-2017-3-39-44 (in Russian).Скребцов, А. М. О переохлаждении расплавленного металла при использовании внутренних расплавляемых кристаллизаторов / А. М. Скребцов, Б. А. Павлюк // Известия вузов. Черная металлургия. 1993. № 9–10. С. 78–79.Skrebtsov A. M., Pavlyuk B. A. (1993) On Supercooling of Molten Metal When Using Internal Molten Crystallizers. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Chernaya Metallurgiya = Izvestiya. Ferrous Metallurgy, (9), 78–79 (in Russian).О некоторых возможностях измельчения зерна металла отливки при внешнем воздействии на затвердевающий металл / А. М. Скребцов [и др.] // Металл и литье Украины. 1996. № 1–2. С. 30–34.Skrebtsov A. M., Dan L. A., Sekachev A. O., Prokopov A. A. (1996) On Some Possibilities of Grinding the Grain of the Casting Metal under External Action on the Solidifying Metal. Metal i Lityo Ukrainy = Metal and Casting of Ukraine, (1–2), 30–34 (in Russian).Повышение износостойкости хромистых чугунов / В. М. Ильюшенко [и др.] // Литье и металлургия. 2016. Т. 83, № 2. С. 5–9.Ilyushenko V. M., Duvalov P. Yu., Baranowski K. E., Provorova I. B., Rozenberg E. V. (2016) The Wear Resistance Increase of Chromium Cast Iron. Litiyo i Metallurgiya = Foundry Production and Metallurgy, 83 (2), 5–9 (in Russian).Эксплуатационные свойства износостойких хромистых чугунов с разной степенью эвтектичности / Е. И. Марукович [и др.] // Литье и металлургия. 2018. Т. 93, № 4. С. 50–54. https://doi.org/10.21122/1683-60652018-4-50-54.Marukovich E. I., Ilyushenko V. M., Korotkin G. P., Duvalov P. Yu., Andrienko V. M., Baranouski K. E. (2018) The Performance Properties of Chromium Cast Irons with Different Degree of Eutectic. Litiyo i Metallurgiya = Foundry Production and Metallurgy, 93 (4), 50–54. https://doi.org/10.21122/1683-6065-2018-4-50-54 (in Russian).Влияние термической обработки на механические свойства изноcостойкого хромистого чугуна / Е. И. Марукович [и др.] // Металлургия машиностроения. 2021. № 5. С. 19–22.Marukovich E. I., Ilyushenko V. M., Anisovich A. G., Pumpur V. A., Duvalov P. Yu., Andrienko V. M. (2021) An Effect of Heat Treatment on Mechanical Properties of Wear-Resistant Chromium Iron. Metallurgiya Mashinostroeniya = Metallurgy of Machinery Building, (5), 19–22 (in Russian).Хромистый чугун, легированный ниобием / Е. И. Марукович [и др.] // Металлургия машиностроения. 2018. № 1. С. 21–24.Marukovich E. I., Ilyushenko V. M., Duvalov P. Yu., Anisovich A. G., Baranovskii K. E. (2018) Chromium Cast Iron Alloyed with Niobium. Metallurgiya Mashinostroeniya = Metallurgy of Machinery Building, (1), 21–24 (in Russian).Влияние ниобия на структуру и механические свойства заэвтектического износостойкого хромистого чугуна / Е. И. Марукович [и др.] // Литейное производство. 2018. № 12. С. 20–23.Marukovich E. I., Ilyushenko V. M., Duvalov P. Yu., Andrienko V. M., Baranovskiy K. E. (2018) Influence of Niobium on Structure and Mechanical Properties of Hypereutectic Wear-Resistant Chromium Iron. Liteynoe Proizvodstvo = Foundry. Technologies and Equipment, (12), 20–23 (in Russian).Исследование модифицирования хромистых чугунов при литье в песчаную и комбинированную формы / Е. И. Марукович [и др.] // Литейное производство. 2019. № 6. С. 12–14.Marukovich E. I., Ilyushenko V. M., Pumpur V. A., Duvalov P. Yu., Andrienko V. M. (2019) Investigation of the Modification of Chromogenous Irons for the Casting in the Sand and Combined Forms. Liteynoe Proizvodstvo= Foundry. Technologies and Equipment, (6), 12–14 (in Russian).Износостойкий чугун: пат. 23010 Респ. Беларусь, МПК С22С 37/08 / В. М. Ильюшенко, П. Ю. Дувалов, В. М. Андриенко, К. Э. Барановский, Е. В. Розенберг. Опубл. 30.06.2020.Ilyushenko V. M., Duvalov P. Yu., Andrienko V. M., Baranovsky K. E., Rozenberg Е. V. (2020) Wear-Resistant Cast Iron. Patent No 23010 Republic of Belarus (in Russian).Рыжиков, А. А. Расчет и применение суспензионной заливки / А. А. Рыжиков, И. В. Гаврилин // Литейное производство. 1970. № 8. С. 11–13.Ryzhikov А. А., Gavrilin I. V. (1970) Calculation and Application of Suspension Pouring. Liteynoe Proizvodstvo = Foundry. Technologies and Equipment, (8), 11–13 (in Russian).Особенности теплофизического и физико-химического взаимодействия кипящей стали с введенной в расплав дробью / Л. А. Соколовская [и др.] // Процессы литья. 2000. № 2. С. 35–37.Sokolovskaya L. A., Osipov V. P., Mamishev V. A., Diyuk E. F. (2000) Features of Thermophysical and PhysicChemical Interaction of Boiling Steel with Shot Introduced Into the Melt. Protsessy Litya = Casting Processes, (2), 35–37 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.