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

Actual Problems in Machine Building. Vol. 7. N 1-2. 2020 Materials Science in Machine Building ____________________________________________________________________ 114 графитизации чугуна. Они способствуют образованию ванадиево-карбидных каркасов эвтектических колоний и высоколегированной металлической матрицы [3–5]. Исследования последних лет показывают, что перспективными материалами для изготовления деревообрабатывающих инструментов являются инструментальные сплавы на основе белых чугунов [6, 7]. Разработаны твердые сплавы на основе высокоуглеродистых комплексно-легированных белых чугунов, которые могут быть использованы в качестве сравнительно дешевого заменителя дорогостоящих вольфрамсодержащих твердых сплавов типа ВК. В этих новых сплавах применяется сочетание больших количеств хрома, а также ванадия и марганца. Сильман Г.И. с соавторами отмечают [6], что при рациональном составе может быть достигнута высокая твердость изделий (67-70 HRC), что соответствует твердости сплавов ВК15 – ВК20. Более того, для изготовления дереворежущего инструмента возможно применение хромованадиевого белого чугуна не только в литом состоянии, но после горячей деформации [7]. Инструмент из высокопрочного чугуна с отбеленной поверхностью можно использовать также и для почвообработки [8]. В настоящей работе в качестве основы был принят белый нелегированный доменный чугун (БНЧ). Он вообще не содержит дорогостоящих легирующих элементов (W, V, Cr, Ni), однако в нем полностью отсутствуют выделения графита и твердость его в литом состоянии довольно высокая – 50-53 HRC. Разработанные профессором Афанасьевым В.К. с соавторами способы получения чугуна без выделений графита за счет модифицирования серого чугуна или его высокотемпературного термоциклирования, подробно описаны в монографиях [9–11], получены патенты РФ на способы обработки чугунного расплава [12– 14]. Цель работы – обосновать возможность и целесообразность использования разработанного белого нелегированного чугуна для изготовления режущих элементов деревообрабатывающего инструмента. Методика экспериментального исследования Белый нелегированный чугун был получен путем высокотемпературной термоциклической обработки (ТЦО) доменного передельного чугуна производства АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Термоциклическую обработку проводили в индукционных печах Кузнецкого машиностроительного завода. После переплава чугун имел следующий химический состав, масс. %: углерод 3,7; кремний 1,65; марганец 0,44; фосфор 0,085; сера 0,075. В отличие от обычного переплава, чугун после ТЦО имеет ледебуритную или перлито-ледебуритную структуру, без выделений графита. Методом литья по выплавляемым моделям из него были получены токарные резцы, из которых вырезали образцы для исследований структуры и свойств. Термическую обработку проводили в электропечах сопротивления типа СНОЛ. Изучение микроструктуры БНЧ осуществляли с помощью оптического микроскопа OPTON при увеличениях ×100 и 200. Механические свойства образцов определяли по стандартным методикам [15]. Статистическую обработку результатов механических испытаний проводили по известным методикам [16, 17] проверки статистических гипотез и