Виявлення суттєвості впливу ванадію на механічні властивості чавуну для виливків машинобудівного призначення
DOI:
https://doi.org/10.15587/2706-5448.2022.263428Ключові слова:
чавун для виливків машинобудівного призначення, модифікатор, легування, ванадій, механічні властивостіАнотація
Об’єктом дослідження у роботі є чавун з пластинчастим графітом, модифікований двома типами модифікаторів – FeSi75 та FeSi40V7. У цій роботі було визначено вплив ванадію на механічні властивості чавуну, що використовується для виливків машинобудівного призначення.
Існуюча проблема полягає в тому, що незнання впливу легуючого елементу на механічні властивості сплаву не дає можливості визначення норм його витрати в процесі плавки. Це може призвести до зайвих витрат на матеріали для плавки та удорожчання литва, та не бути обґрунтованим з точки зору очікуваного покращення властивостей.
Для визначення впливу ванадію на властивості розглядається три показника якості чавуну: межа міцності на розтягування, твердість та узагальнений показник якості за механічними властивостями. Запропоноване рішення щодо процедури перевірки суттєвості впливу ванадію в розглянутих межах варіювання V=0.04–0.078 % на ці показники.
Встановлено, що введення ванадію в чавун у складі модифікатора FeSi40V7 призводить до зменшення межі міцності на 4 %, але до збільшення твердості на 2 %. Суттєвий вплив ванадію з ймовірністю 95 % встановлено також відносно узагальненого показника якості за механічними властивостями – введення ванадію сприяє падінню цього показника приблизно на 5 %.
У підсумку зроблено висновок щодо того, що використання ванадію в складі FeSi40V7 в межах остаточного вмісту в чавуні на рівні 0.04–0.078 % може бути доцільним лише за умови необхідності підвищення твердості чавуну через сприяння карбідоутворенню в процесі кристалізації сплаву.
Представлене дослідження буде корисним для машинобудівних підприємств, що мають в своїй структурі ливарні цеха, де виплавляють чавун для виготовлення виливків.
Посилання
- Roberts, D. G., Hodge, E. M., Harris, D. J., Stubington, J. F. (2010). Kinetics of Char Gasification with CO2 under Regime II Conditions: Effects of Temperature, Reactant, and Total Pressure. Energy & Fuels, 24 (10), 5300–5308. doi: http://doi.org/10.1021/ef100980h
- Kim, S. K., Park, C. Y., Park, J. Y., Lee, S., Rhu, J. H., Han, M. H. et. al. (2014). The kinetic study of catalytic low-rank coal gasification under CO2 atmosphere using MVRM. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 20 (1), 356–361. doi: http://doi.org/10.1016/j.jiec.2013.03.027
- Demin, D. A. (1998). Change in cast iron’s chemical composition in inoculation with a Si-V-Mn master alloy. Litejnoe Proizvodstvo, 6, 35.
- Fourlakidis, V., Diószegi, A. (2014). A generic model to predict the ultimate tensile strength in pearlitic lamellar graphite iron. Materials Science and Engineering: A, 618, 161–167. doi: http://doi.org/10.1016/j.msea.2014.08.061
- Endo, M., Yanase, K. (2014). Effects of small defects, matrix structures and loading conditions on the fatigue strength of ductile cast irons. Theoretical and Applied Fracture Mechanics, 69, 34–43. doi: http://doi.org/10.1016/j.tafmec.2013.12.005
- Demin, D. A., Pelikh, V. F., Ponomarenko, O. I. (1995). Optimization of the method of adjustment of chemical composition of flake graphite iron. Liteynoe Proizvodstvo, 7-8, 42–43.
- Demin, D. (2018). Investigation of structural cast iron hardness for castings of automobile industry on the basis of construction and analysis of regression equation in the factor space «carbon (C) – carbon equivalent (Ceq)». Technology Audit and Production Reserves, 3 (1 (41)), 29–36. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2018.109097
- Demin, D. (2017). Strength analysis of lamellar graphite cast iron in the «carbon (C) – carbon equivalent (Ceq)» factor space in the range of C=(3,425–3,563) % and Ceq=(4,214–4,372) %. Technology Audit and Production Reserves, 1 (1 (33)), 24–32. doi: http://doi.org/10.15587/2312-8372.2017.93178
- Demin, D. (2017). Synthesis of nomogram for the calculation of suboptimal chemical composition of the structural cast iron on the basis of the parametric description of the ultimate strength response surface. ScienceRise, 8 (37), 36–45. doi: http://doi.org/10.15587/2313-8416.2017.109175
- Popov, S., Frolova, L., Rebrov, O., Naumenko, Y., Postupna, О., Zubko, V., Shvets, P. (2022). Increasing the mechanical properties of structural cast iron for machine-building parts by combined Mn – Al alloying. EUREKA: Physics and Engineering, 1, 118–130. doi: http://doi.org/10.21303/2461-4262.2022.002243
- Frolova, L., Shevchenko, R., Shpyh, A., Khoroshailo, V., Antonenko, Y. (2021). Selection of optimal Al–Si combinations in cast iron for castings for engineering purposes. EUREKA: Physics and Engineering, 2, 99–107. doi: http://doi.org/10.21303/2461-4262.2021.001694
- Kharchenko, S., Barsuk, A., Karimova, N., Nanka, A., Pelypenko, Y., Shevtsov, V., Morozov, I., Morozov, V. (2021). Mathematical model of the mechanical properties of Ti-alloyed hypoeutectic cast iron for mixer blades. EUREKA: Physics and Engineering, 3, 99–110. doi: http://doi.org/10.21303/2461-4262.2021.001830
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2022 Liliia Frolova, Andriy Barsuk, Denys Nikolaiev
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
