Obrabotka Metallov. 2017 no. 4(77)

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 4 (77) 2017 44 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Как известно, структурно обоснованной границей между литым белым чугуном и вы- сокоуглеродистой сталью является наличие в структуре аустенитно-карбидной эвтектики (ледебурита). По технологическим свойствам белый чугун обладает малой способностью к пластической деформации, т. е. в обычных ус- ловиях не поддается ковке. Такого мнения при- держивались большинство советских специали- стов в области чугунов и сталей [2–5]. В своей статье П.Ф. Нижниковская [6] отмечала, что де- формировать нелегированный белый чугун мож- но только в условиях всестороннего сжатия. В обычных условиях ковочного производства бе- лый чугун разрушается под молотом. Анализ литературных данных [1–6] показал, что большинство исследователей в области чу- гунов и сталей склоняются к тому, что трудно- сти, которые возникают при пластической де- формации белых чугунов, связаны с наличием в структуре аустенитно-карбидной эвтектики. Еще в первой половине XIX века русский ме- таллург П.П. Аносов выплавлял тигельным спо- собом высокоуглеродистые сплавы с содержани- ем углерода как в белом чугуне и подвергал их интенсивной пластической деформации ковкой, получая при этом высшие сорта булатной стали, такие как персидский «хорасан» и индийский «кара-табан». Особое внимание П.П. Аносов уделял чистоте своих тигельных сплавов. В 1868 году Д.К. Чернов в своем знаменитом докладе о полиморфизме железа утверждал [7], что «сталь, до сих пор употребляемая в промышленности и в искусствах, по преимуществу есть соединение железа с углеродом. Чем чище это соединение в данном куске стали, тем лучше, тем выше его качество. Самая лучшая сталь, какую когда-ли- бо где-либо делали, есть, без сомнения, булат». И здесь же он говорит следующее: «Исследо- вания Аносова показали ясно, что загадка раз- решается чистотой стали, и ему, как известно, удалось приготовить самые высокие сорта вос- точного булата». Необходимо отметить, что ключевыми сло- вами и у П.П. Аносова (1841), и у Д.К. Чернова (1868) являются «чистота сплава». Традиционно считалось, что белые чугуны не обладают до- статочной пластичностью для их деформирова- ния. В более поздних исследованиях [8–17] по- явились сообщения о пластической деформации высокочистых сплавов с содержанием углерода от 2,0 до 3,5 % в обычных производственных ус- ловиях. Целью данной работы является выявление причин высокой деформационной пластичности белых чугунов в обычных условиях ковочного производства. Методика исследований Объектом исследования были выбраны высо- кочистые сплавы БЧ24А и БЧ27А. Химический состав данных сплавав представлен в таблице. Выплавку сплавов проводили на научно-про- изводственной базе ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П. Бардина» в вакуумной индукционной печи VacuumIndustries в атмосфере азота. Вме- стимость тигля составляла около 7 кг (рис. 1). Химический состав белых чугунов Chemical composition of white cast irons Сплав/Alloy Химический элемент, % / Chemical element, % С Si Mn P S БЧ24А* / WCI24HQ 2,42 0,092 0,14 0,007 0,023 Остальные элементы в сотых и тысячных долях / the other elements in the hundredths and thousandths proportions WCI27HQ ** 2,78 0,021 0,14 0,006 0,022 Остальные элементы в сотых и тысячных долях / the other elements in the hundredths and thousandths proportions * Расшифровка сплава БЧ24А: БЧ – белый чугун; 24 – 2,4 % углерода; А – высококачественный / Explanation of the alloy WCI24HQ: WC I – white cast iron; 24 – 2,4 % carbon; HQ – high-quality. ** Расшифровка сплава БЧ27А: БЧ – белый чугун; 27 – 2,7 % углерода; А – высококачественный / Explanation of the alloy WCI74HQ: WC I – white cast iron; 27 – 2,7 % carbon; HQ – high-quality.