ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Особенностью структуры предлагаемого чугуна является благоприятное расположение карбидной и графитной фаз, отвечающее принципу Шарпи. Формирование подобной структуры происходит благодаря тому, что в процессе эвтектической микроликвации первые порции ледебуритного цементита сильно обогащаются хромом и становятся термодинамически устойчивыми. Последние слои цементита, напротив, обеднены хромом и могут графитизироваться. Расплав в процессе эвтектической кристаллизации обогащается кремнием и медью, и последние порции его кристаллизуются с образованием аустенитно-графитной эвтектики. В результате чугун имеет характерную структуру, в которой «островки» повышенной твердости окружены более мягкой матрицей с графитной составляющей. Помимо хороших антифрикционных свойств подобная структура обеспечивает высокую стойкость чугуна в условиях теплосмен, так как чугун «дышит» за счет графитосодержащей матрицы.

Получение половинчатой структуры со стабильными карбидами достигается при определенном соотношении в чугуне графитизирующих и карбидообразующих элементов. Примером может служить чугун следующего химического состава: 2,93,8% С; 3,65,5%si; 0,81,5% Сi; 1,53,8% Сr; 0,91,5%mn. При содержании хрома ниже 1,5% а меди выше 1,5% чугун получается с недостаточным количеством карбидной фазы и приближается к классу серых чугунов, что приводит к снижению износостойкости. При содержании хрома выше 3,8% марганца выше 1,5%, а меди ниже 0,8% чугун получается насквозь отбеленным и переходит в класс белых чугунов. Это приводит к снижению антифрикционных свойств и сопротивляемости тепловым ударам и ухудшению обрабатываемости резанием. Содержание кремния определяется тем, что он одновременно обеспечивает графитообразование в чугуне и входит в состав комплексного карбида М ₇С ₃. Нижний предел по углероду выбран 2,9%, чтобы исключить кинетический отбел. Верхний предел продиктован тем, что в кремнистых чугунах растворимость углерода в расплаве ниже, чем в обычных, и выплавка чугуна с большим содержанием углерода затруднительна.

Сравнительные испытания половинчатого и серого чугунов показали, что при термоциклировании по режиму: нагрев до 780 ^ОС и охлаждение в воде теплостойкость половинчатого чугуна в 2 раза выше из-за отсутствия в структуре фазовых превращений, что значительно повышает температурный интервал его использования по сравнению с серым чугуном.