INFLUENCE OF THE CAST IRON’S CHEMICAL COMPOSITION ON THE INTERPHASE DISTRIBUTION OF CR AFTER ANNEALING AT 690 °C

Autor: I. P. Volchok, V. V. Netrebko
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2017
Předmět:
Zdroj: Nauka ta progres transportu, Vol 70, Iss 4, Pp 60-70 (2017)
Наука та прогрес транспорту. Вісник Дніпропетровського національного університету залізничного транспорту; № 4(70) (2017); 60-70
Наука и прогресс транспорта. Вестник Днепропетровского национального университета железнодорожного транспорта; № 4(70) (2017); 60-70
Science and Transport Progress. Bulletin of Dnipropetrovsk National University of Railway Transport; № 4(70) (2017); 60-70
ISSN: 2307-6666
2307-3489
Popis: Цель. В научной работе необходимо установить влияние химического состава Fe–C–Cr–Mn–Ni чугуна на содержание хрома в металлической основе, карбидах, а также коэффициент межфазного распределения хрома после отжига при 690 °С (КРCr690). Методика. Исследовали чугуны, содержащие 1,09–3,91 % С; 11,43–25,57 % Cr; 0,6–5,4 % Mn; 0,19–3,01 % Ni и 0,8–1,2 % Si. Анализ распределения хрома производили с использованием методов математической статистики. Чугун выплавляли в индукционной печи емкостью 60 кг. Результаты. Применение методов активного планирования эксперимента 24-1 позволило установить регрессионные зависимости концентрации хрома в основе и карбидах, а также коэффициент его межфазного распределения от содержания в чугуне С, Cr, Mn и Ni. Хром после отжига преимущественно концентрировался в карбидах. Содержание хрома в основе изменялась от 3,94 % при 3,23 % С, 5,4 % Mn, 11,43 % Cr и 3,01 % Ni – до 17,43 % при 1,09 % С, 0,60 % Mn, 25,57 % Cr и 1,32 % Ni. Минимальное значение коэффициента распределения КРCr690 составило 2,1 в чугуне состава 1,09 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr и 0,19 % Ni, а максимальное – 9,4 при 3,91 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr и 3,01 % Ni. Распределение хрома определялось количеством и типом образующихся карбидов. В процессе отжига состав карбидов формировался в результате конкурирования карбидообразующих элементов и замещения атомов железа и марганца атомами хрома. Научная новизна. Авторами получены регрессионные зависимости содержания хрома в основе, карбидах и коэффициент его межфазного распределения от химического состава Fe–C–Cr–Mn–Ni чугуна после отжига при 690 °С. Практическая значимость. Полученные зависимости позволяют прогнозировать содержание хрома в металлической основе и могут быть использованы при разработке новых составов износостойких чугунов, а также при выборе режимов термической обработки.
Purpose. The article is aimed to determine effect of the chemical composition of Fe-C-Cr-Mn-Ni cast iron on the chromium content in the metallic base, carbides and the coefficient of interphase distribution of chromium after annealing at 690 ° С (КРСr690). Methodology. Cast irons containing 1.09–3.91% C; 11.43–25.57% Cr; 0.6–5.4% Mn; 0.19–3.01% Ni and 0.8–1.2% Si were investigated. The analysis of chromium distribution was carried out using mathematical statistics methods. Cast iron was melted in induction furnace with a capacity of 60 kg. Findings. The use of methods of active planning of the experiment 24-1 allowed us to establish regression dependencies of the chromium concentration in the base and carbides, as well as its interphase distribution coefficient on the С, Mn, Cr and Ni content in the cast iron. Chromium, after annealing, was mainly concentrated in carbides. The chromium content of the base varies from 3.94% at 3.23% C, 5.4% Mn, 11.43% Cr and 3.01% Ni to 17.43% at 1.09% C, 0.60% Mn, 25.57% Cr and 1.32% Ni. The minimum value of the distribution coefficient of CRC690 was 2.1 in cast iron, of composition 1.09% C, 0.6% Mn, 11.43% Cr and 0.19% Ni, maximum 9.4 at 3.91% C, 0, 6% Mn, 11.43% Cr and 3.01% Ni. The distribution of chromium was determined by the amount and type of carbides formed. During annealing, the carbides’ composition was formed as a result of carbide-forming elements contention and replacement of iron and manganese atoms by chromium atoms. Originality. Authors obtained regression dependences of the chromium content in the base, carbides and its interfacial distribution coefficient on the chemical composition of Fe-C-Cr-Mn-Ni cast iron after annealing at 690 ° C. Practical value. The obtained dependencies allow predicting the chromium content in the metallic base and may be used during the elaboration of the new wear resistant cast irons compositions, as well as in the choice of heat treatment regimes.
Мета. У науковій роботі необхідно встановити вплив хімічного складу Fe–C–Cr–Ni–Mn чавуну на вміст хрому в металевій основі та карбідах, а також коефіцієнт розподілу хрому поміж фазами після відпалу при 690 °С (КРCr690). Методика. Досліджували чавуни, які містили 1,09–3,91 % С; 11,43–25,57 % Cr; 0,6–5,4 % Mn; 0,19–3,01 % Ni та 0,8–1,2 % Si. Аналіз розподілу хрому виконували з використанням методів математичної статистики. Чавун плавили в індукційній печі ємністю 60 кг. Результати. Використання методу активного планування експерименту з матрицею 24-1 дозволило визначити регресійні залежності концентрації хрому в основі та карбідах, а також коефіцієнт його розподілу поміж фазами від вмісту в чавуні С, Cr, Mn та Ni. Хром після відпалу переважно концентрувався в карбідах. Вміст хрому в основі змінювався від 3,94 % при 3,23 % С, 5,4 % Mn, 11,43 % Cr та 3,01 % Ni – до 17,43 % при 1,09 % С, 0,60 % Mn, 25,57 % Cr та 1,32 % Ni. Найменше значення коефіцієнту розподілу КРCr690 дорівнювало 2,1 в чавуні, який містив 1,09 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr та 0,19 % Ni, а найбільше – 9,4 при 3,91 % С, 0,6 % Mn, 11,43 % Cr та 3,01 % Ni. Розподіл хрому визначався кількістю та типом карбідів, що утворювались. Під час відпалу склад карбідів змінювався внаслідок конкурування елементів, що утворюють карбіди, і заміщенням атомів заліза та марганцю на атоми хрому. Наукова новизна. Авторами отримані регресивні залежності вмісту хрому в основі, карбідах та коефіцієнт його розподілу поміж фазами від хімічного складу Fe–C–Cr–Ni–Mn чавуну після відпалу при 690 °С. Практична значимість. Отримані залежності дозволяють прогнозувати вміст хрому в металевій основі та можуть бути використані при розробці нових складів зносостійких чавунів, а також при виборі режимів термічної обробки.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: