Actual Problems in Machine Building 2020 Vol. 7 No. 1-2

Актуальные проблемы в машиностроении. Том 7. № 1-2. 2020 Материаловедение в машиностроении ____________________________________________________________________ 113 УДК 669.13:621.753.5 О ВОЗМОЖНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ БЕЛОГО НЕЛЕГИРОВАННОГО ЧУГУНА В КАЧЕСТВЕ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО МАТЕРИАЛА В.К. АФАНАСЬЕВ 1 , академик РАЕН, доктор техн. наук, профессор М.В. ПОПОВА 1 , доктор техн. наук, профессор С.В. ДОЛГОВА 1 , мл. научн. сотр. И.А. ЖИБИНОВА 2 , канд. техн. наук, доцент А.П. ЧЕРНЫШ 3 , канд. техн. наук, доцент ( 1 СибГИУ, г. Новокузнецк, 2 НФИ КемГУ, г. Новокузнецк, 3 НИИ-филиал СФНЦА РАН, г. Кемерово ) Попова М.В. – 654007, г. Новокузнецк, ул. Кирова, 42, Сибирский государственный индустриальный университет, e-mail : m.popova@rdtc.ru Представлены результаты исследований структуры и свойств нелегированного чугуна без выделений графита. Путем термоциклической обработки расплава доменного передельного чугуна возможно подавить процесс графитизации в нем и получить белый нелегированный чугун с ледебуритной структурой. Показано, что разработанный белый нелегированный чугун в литом состоянии отличается не только высокой твердостью 450–500 HB (50 HRC), но и прочностью (σ в = 450–500 МПа). Проведены экспериментальные исследования по влиянию различных режимов термической и термоциклической обработки в интервале 80– 1200°С на твердость белого нелегированного чугуна. Изучено влияние различных закалочных сред и времени нагрева под закалку. Показано, что после закалки с 900 °С в кипящую воду резцы из этого чугуна имеют твердость 65–67 HRC, что позволяет обрабатывать древесину, древесностружечные композиции, низкоуглеродистые стали. Ключевые слова: белый нелегированный чугун, инструмент, микроструктура, твердость, графит, ледебурит, термическая обработка. Введение Постоянно возрастающий уровень жизнедеятельности человека предусматривает необходимость создания инструментальных материалов все более высокой производительности, которая обеспечивается повышением твердости, теплостойкости и износостойкости. Поэтому в мировой практике постоянно совершенствуются составы инструментальных материалов, в первую очередь, для режущего инструмента, но чаще всего с увеличением их стоимости [1, 2]. Первоочередной задачей в области разработки новых материалов является создание новых сплавов через вырабатывание ресурса известных. Прежде всего, это касается наиболее дешевого, но с низкими механическими свойствами доменного чугуна. Для улучшения свойств доменного чугуна самым распространенным способом является его легирование большим количеством дорогостоящих элементов (до 30–50 %). Для повышения твердости, износостойкости и теплостойкости чугуна необходимы ванадий и хром, препятствующие