ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 179 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Ультразвуковая неразрушающая система прогнозирования свойств отливок из чугуна с шаровидным графитом Дигвиджай Мхамане 1, a, *, Ананд Бевур 2, b 1 Инженерно-исследовательский колледж Зил, Хархе Пуне, Университет Савитрибай Пхуле, г. Пуна, штат Махараштра, 411041, Индия 2 Инженерный колледж для женщин им. Камминс, г. Пуна, штат Махараштра, 411052, Индия a https://orcid.org/0000-0002-3277-0443, digvijay.ndt@gmail.com; b https://orcid.org/0000-0001-9329-3807, anand.bewoor@cumminscollege.in Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты). 2026 Том 28 № 2 с. 179–195 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-179-195 Обработка металлов (технология • оборудование • инструменты) Сайт журнала: http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Чугун с шаровидным графитом (ЧШГ), также известный как высокопрочный чугун, широко применяется в автомобилестроении, машиностроении и для изготовления несущих конструкций благодаря удачному сочетанию ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 620.179.16:669.131.7 История статьи: Поступила: 22 февраля 2026 Рецензирование: 27 февраля 2026 Принята к печати: 11 апреля 2026 Доступно онлайн: 15 июня 2026 Ключевые слова: Чугун с шаровидным графитом Неразрушающий контроль Скорость распространения ультразвуковых колебаний Прогнозирование свойств АННОТАЦИЯ Введение. Чугун с шаровидным графитом (ЧШГ) широко применяется в инженерных конструкциях благодаря его высоким механическим свойствам, которые в значительной мере определяются степенью сфероидизации графитных включений. Традиционная металлографическая оценка сфероидизации обеспечивает высокую точность, однако является разрушающей и трудоемкой процедурой. В связи с этим существует потребность в надежном неразрушающем подходе для оперативной оценки качества отливок, особенно в условиях мелкосерийного литейного производства. Цель настоящей работы: разработка методологической основы прогнозирования сфероидизации и механических свойств отливок из ЧШГ на базе ультразвукового контроля. Методы исследования. Были изготовлены отливки из трех марок ЧШГ (ВЧ 400/12, 500/7 и 600/3) в соответствии с планом экспериментов Taguchi L27. В качестве управляемых параметров рассматривались температура заливки (1380…1420 °C), углеродный эквивалент (4,0…4,6) и толщина стенки отливки (5…15 мм). Ультразвуковой контроль выполнялся с помощью дефектоскопа с преобразователем частотой 4 МГц для измерения скорости продольных ультразвуковых волн в образцах. Сфероидизация определялась по результатам ультразвуковых измерений с использованием внутренней калибровочной базы прибора и соответствующей зависимости скорости распространения ультразвуковых колебаний. Предел прочности при растяжении и твердость определяли стандартными методами механических испытаний. Были разработаны модели множественной линейной регрессии, связывающие технологические параметры и скорость распространения ультразвуковых колебаний со сфероидизацией, пределом прочности при растяжении (σв) и твердостью по Бринеллю. Результаты и обсуждение. Разработанные модели продемонстрировали высокую прогностическую способность с коэффициентами детерминации R2 = 0,8955 для сфероидизации, R2 = 0,9954 для σ в и R 2 = 0,8135 для твердости. Углеродный эквивалент идентифицирован как наиболее значимый параметр, влияющий на все отклики. Скорость распространения ультразвуковых колебаний демонстрирует выраженную положительную корреляцию со сфероидизацией и механическими свойствами. Валидация с привлечением металлографического анализа подтвердила хорошую сходимость с ультразвуковыми оценками при отклонениях в пределах 2…3 %. Исследование показало, что скорость распространения ультразвуковых колебаний может быть эффективно использована для прогнозирования микроструктурных характеристик и механических свойств ЧШГ. Разработанные регрессионные модели представляют собой простой и практичный инструмент для неразрушающей оценки, обеспечивающий оперативный контроль качества в литейном производстве, в особенности для малых предприятий. Для цитирования: Мхамане Д., Бевур А. Ультразвуковая неразрушающая система прогнозирования свойств отливок из чугуна с шаровидным графитом // Обработка металлов (технология, оборудование, инструменты). – 2026. – Т. 28, № 2. – С. 179–195. – DOI: 10.17212/1994-6309-2026-28.2-179-195. ______ *Адрес для переписки Мхамане Дигвиджай, исследователь (аспирант) Инженерно-исследовательский колледж Зил, Хархе Пуне, Университет Савитрибай Пхуле, 411041, г. Пуна, штат Махараштра, Индия Тел.: 0230 242 1300, e-mail: digvijay.ndt@gmail.com прочности, пластичности, износостойкости и литейных свойств [1–4]. Механические характеристики ЧШГ в значительной степени зависят от формы, размера и распределения шаровидных включений графита (сфероидов) в микроструктуре. Высокая сфероидизация графита, как правило, повышает предел прочности при растяжении, пластичность и сопротивление усталости, тогда как неправильная форма графитовых включений может снижать механические свойства отливок. Следовательно, надежная оценка степени сфероидизации и микроструктуры
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1