Актуальные проблемы в машиностроении. 2016. №3

Actual Problems in Machine Building. 2016. N 3

Materials Science

in Machine Building

____________________________________________________________________

404

УДК 669

ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ЧУГУНЕ,

СОДЕРЖАЩЕМ 14,7 % МЕДИ

Н.В. СТЕПАНОВА, м.н.с.

(НГТУ, г. Новосибирск)

Степанова Н.В.

– 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20,

Новосибирский государственный технический университет,

e-mail:

В данной работе исследованы структурные изменения в чугуне, связанные с

повышением содержания меди до 14,7 мас. %. Представлены результаты исследования

медьсодержащих частиц различного масштаба методами оптической микроскопии, а также

методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии. В ходе выполнения

работы проведен анализ формы, размера, состава частиц, проведена их классификация, а

также предложена схема выделения частиц на основе меди в чугуне. Выявлены четыре типа

включений на основе меди. Данные включения выделяются в широком диапазоне размеров

от 20 нм до 240 мкм. В работе описаны условия образования и различия между частицами

всех четырех типов.

Ключевые слова:

чугун, легирование медью, частицы на основе меди,

наноразмерные частицы, структура

Введение

Легирование медью позволяет повысить антифрикционные и прочностные свойства

железоуглеродистых сплавов [1-3]. Упрочнение, а также изменение антифрикционных

свойств обусловлено ограниченной растворимостью меди в железе, а также выделением в

сплавах частиц на основе меди в широком диапазоне, от нескольких нанометров до сотен

микрометров.

Ранее уже были проведены исследования влияния меди на структуру, механические и

антифрикционные свойства сталей и чугунов [4-6] при легировании медью от 0 до 15 мас. %.

Целью данной работы является исследованию структурных изменений, связанных с

повышением содержания меди. Особое внимание уделено исследованию медьсодержащих

частиц различного масштаба методами оптической микроскопии, а также методами

растровой и просвечивающей электронной микроскопии, проанализированы форма, размер,

состав данных частиц, проведена их классификация и предложена схема выделения частиц

на основе меди в железоуглеродистых сплавах с высоким содержанием углерода.

Методика экспериментального исследования

В качестве объектов исследования использовали образцы из чугуна, полученные

методом литья в песчано-глинистые формы. Диаметр отливок составлял 90 мм, длина - 500

мм. Температура заливки чугуна составляла 1350 °С. Содержание меди в отливке составляло

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №15-19-00230).