ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 28 № 2 2026 182 ОБОРУДОВАНИЕ. ИНСТРУМЕНТЫ Т а б л и ц а 2 Ta b l e 2 Входные параметры и их уровни для ортогонального массива L27 Input parameters and their levels for the L27 orthogonal array Параметр Обозначение Уровень I Уровень II Уровень III Температура заливки, °C Тзал 1380 1400 1420 Углеродный эквивалент СЭ 4,6 4,3 4,0 Толщина стенки, мм Т 5 10 15 эксперимент: 34) до 27 (полный факторный эксперимент: 33) [20]. На основе известных эффектов влияния на морфологию графита и характер охлаждения были выбраны три параметра литья в качестве управляющих факторов, как указано в табл. 2: (1) температура заливки (Тзал), которая варьируется от 1380 °C до 1420 °C с шагом 20 °C для модуляции жидкотекучести расплава и скорости затвердевания; (2) углеродный эквивалент (СЭ), находящийся в диапазоне от 4,0 до 4,6 для исследования влияния содержания углерода на зарождение и рост графита; (3) толщина стенки (Т), которая варьируется от 5 мм до 15 мм для создания контролируемых изменений скоростей охлаждения и формирования микроструктуры [23]. Для производства отливок использовалась индукционная печь средней частоты емкостью 500 кг. Химический состав каждой номинальной марки (ВЧ 400/12, ВЧ 500/7 и ВЧ 600/3) достигался с помощью контроля шихты и легирующих добавок; измеренные составы представлены в табл. 1. Для изготовления форм использовалась зеленая (сырая) формовочная смесь со средним размером зерен 0,25 мм, газопроницаемостью 250 и прочностью в сыром состоянии 1,8 МПа. Модификатор, состоящий из ферросилиция с добавками стронция (обычно 0,1 % Sr), вводился в количестве 0,4 масс. % от массы жидкого металла. Модифицирование проводилось при переливании металла из разливочного ковша в заливочный ковш, что обеспечивало быстрое растворение и равномерное распределение модификатора в расплаве. Для измерения и регистрации температуры заливки на трех различных уровнях (1380, 1400 и 1420 °C) использовалась термопара, установленная в ковше. Фиксировалось время охлаждения на воздухе и выбивки каждой отливки из формы; образцы извлекались после их охлаждения до комнатной температуры. Для обеспечения систематического пространственного анализа взаимодействий между технологическими параметрами и свойствами по всей области экспериментального пространства все 27 комбинаций, перечисленных в табл. 3, были изготовлены в виде ступенчатых отливок в песчаных формах, причем каждая отливка состояла из трех участков различной толщины. Благодаря такой геометрической форме можно было исследовать все три уровня толщины в пределах одной отливки, что сокращало время подготовки форм и позволяло проводить прямое сравнение влияния толщины при одинаковых условиях заливки и состава. Ультразвуковой контрол ь Измерение скорости распространения ультразвуковых колебаний в отливках из ЧШГ проводилось с помощью ультразвукового дефектоскопа ADVANSCANAS-414 (производства ЕЭС) со встроенным программным обеспечением для анализа (рис. 1). Для генерации и приема ультразвуковых волн использовался пьезоэлектрический преобразователь диаметром 10 мм с частотой 4 МГц. Скорость распространения ультразвуковых колебаний (V) рассчитывалась как отношение толщины образца (d) ко времени прохождения волны (t) через материал: =d V t , (1) где скорость ультразвука зависит от плотности, упругости и внутренних микроструктурных особенностей материала [24, 25]. После калибровки образцы марок ВЧ 400/12, ВЧ 500/7 и ВЧ 600/3 были испытаны в соответствии со стандартной процедурой для обеспе-
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1