Obrabotka Metallov 2019 Vol. 21 No. 1

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 21 № 1 2019 70 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Исследование влияния легирующих элементов на структуру и свойства серых чугунов, работающих в условиях ударно-фрикционного износа Денис Габец a , Андрей Марков b Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, г. Барнаул, 656038, Россия a https://orcid.org/0000-0003-0304-4407, gabets22@mail.ru, b https://orcid.org/0000-0002-3101-9711 , andmarkov@inbox.ru Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2019 Том 21 № 1 с. 70–81 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2019-21.1-70-81 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение В современных условиях развития маши- ностроения остро стоит вопрос надежности и долговечности узлов, работающих в сложных режимах ударно-фрикционного износа. Детали тормозных систем, рабочие части горнодобыва- ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.15-196.55 История статьи : Поступила: 15 марта 2018 Рецензирование: 28 ноября 2018 Принята к печати: 10 декабря 2018 Доступно онлайн: 15 марта 2019 Ключевые слова : Легирование чугуна Ударно-фрикционный износ Износостойкость Мартенсит Легирование никелем Легирование молибденом Износостойкий чугун Графит АННОТАЦИЯ Введение. В современных условиях развития промышленности эффективным методом повышения эксплуатационной надежности серых чугунов, работающих в сложных режимах ударно-фрикционного износа, является их комплексное легирование. Применение технологии легирования позволяет добиться значительного увеличения механических свойств за счет изменения структуры и характера распределения графита в чугуне. Цель данного исследования заключается в установлении зависимостей влияния легирующих элементов на эксплуатационные свойства серого чугуна, работающего в условиях ударно-фрикционного износа. Методы исследования . В статье представлен процесс изготовления чугуна с применением технологии легирования. Исследована микроструктура и механические свойства разработанного чугуна ЧМН-35М. Проведены фрактографические исследования поверхности после испытаний чугуна на ударный изгиб. Определение износостойкости проводили на специально изготовленных образцах методом сравнения весового износа со стандартными материалами. Результаты и обсуждения . В ходе выполнения исследования удалось установить влияние концентрации добавок никеля и молибдена на механические свойства разработанного чугуна. Выявлено, что легирование серого чугуна никелем от 0,5 до 0,8 % и молибденом от 0,6 до 0,9 % является оптимальным и приводит к увеличению механических свойств и твердости в пределах допустимых отраслевыми стандартами. Так, предел прочности разработанного износостойкого чугуна составляет от 395 до 450 МПа , а твердость находится в пределах от 276 до 318 HB . Установлено, что применение технологии легирования способствует формированию структуры с более равномерным распределением графитных включений, что способствует увеличению величины предела прочности сплава в условиях одноосного статического растяжения. Проведен анализ результатов фрактографических динамических разрушенных образцов, механизм разрушения серийного и легированного чугуна одинаков, разрушение образцов происходит по хрупкому типу с явным преобладанием межзеренного разрушения, поверхность разрушения в легированном чугуне однороднее. Трибологические исследования разработанного материала показывают, что износостойкость легированного чугуна выше серийного СЧ35 на 50 %. Для цитирования: Габец Д.А., Марков А.М. Исследование влияния легирующих элементов на структуру и свойства серых чугунов, работающих в условиях ударно-фрикционного износа // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2019. – Т. 21, № 1. – С. 70–81. – doi:10.17212/1994-6309-2019-21.1-70-81. ______ *Адрес для переписки Габец Денис Александрович , инженер НИС Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова, пр. Ленина, 46, г. Барнаул, 656038, Россия Тел.: 89635332000, e-mail: gabets22@mail.ru ющих и рудоперерабатывающих машин, детали тележек грузовых вагонов должны обеспечивать высокую надежность при воздействии ударных нагрузок (иметь высокие механические свой- ства) и высокую износостойкость в различном диапазоне температур. При этом они должны удовлетворять строгим требованиям стандартов в целях обеспечения необходимой твердости и механических свойств материалов. Одной из та- ких деталей является колпак скользуна тележки грузового вагона. Колпак может быть литой чу- гунный или штампосварной стальной.