Obrabotka Metallov 2013 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ № 3 (60) 2013 124 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ 0,0375 % (рис. 3, б ). Влияние модифицирующих до- бавок на структуру графитовых включений показано в табл. 3. Для 1-й и 2-й отливок характерно соотно- шение перлита и феррита 70 и 30 % соответственно, в то время как для 3-й отливки содержание феррита составило 8 %. Феррит находится вокруг графито- вых включений в отдельных областях, равномерно расположенных в плоскости шлифа. Среднее рас- стояние между пластинами цементита для всех об- разцов составляет 0,8...1,3 мкм. Ча- стицы модификатора в структуре чугуна не выявляются. Зависимость твердости и пре- дела прочности при растяжении чугуна от концентрации активного вещества в модификаторе пред- ставлена на рис. 4. Все модифи- цированные образцы имеют твер- дость выше контрольного образца. Максимальный прирост твердости составил 13 %, при этом наиболь- ший прирост предела прочности составил 19,8 %. Изменение меха- нических свойств связано со сле- образованию на их поверхности кристаллов расплава. Чем более раз- витую поверхность имеют частицы, тем больше их удельная поверх- ность и тем выше вероятность обра- зования кристаллов на поверхности частицы. После механоактивации части- цы карбида вольфрама и титана на- ходятся на поверхности агломератов хрома (рис. 2, в ). Механизм образо- вания такой смеси можно предста- вить следующим образом: при сме- шивании высокопрочного материала с пластичным в течение недолгого времени пластичный материал образует агломераты, а высокопрочный разместится на поверхности вязкого материала. Так и в данном случае, наблюдаются агломераты более пластичного хрома, на поверхности которого находятся частицы более твердых (по отношению к хрому) карбидов вальфрама и титана. Исследование модификатора с применением ме- тодов просвечивающей электронной микроскопии показало, что его частицы имеют субмикронный размер. При этом они имеют неправильную форму, что может способствовать созданию благоприятных условий для образования зародышей кристаллов на поверхности по сравнению, например, с круглыми частицами. Результаты химического анализа отливок, полу- ченных для проведения исследований приведены в табл. 2. По данным химического анализа видно, что модификатор не изменяет химический состав серого чугуна, хотя структура и механические свойства из- менились. На рис. 3 показано влияние модификатора на структуру серого чугуна. Наибольшее измене- ние оказалось при концентрации активной фазы Рис. 3. Структура образцов ( а – контрольный; б – 3-й образец) Т а б л и ц а 3 Влияние модифицирующих добавок на структуру графитовых включений Графитовые включения Отливка Форма Длина, мкм Распределение Количество 1-й контрольный Пластинчатая прямолинейная 120...250 Неравномерное 3–5 % 2-й Пластинчатая прямолинейная и завихренная Области с длиной 30...60 и 60...120 Неравномерное и сетчатое 5–8 % 3-й Пластинчатая прямолинейная 60...120 Неравномерное 8–10 % Рис. 4. Зависимость механических свойств серого чугуна от концентрации активной фазы модификатора