Підвищення тріщиностійкості чавунів з кулястим графітом та їх термічна обробка при виготовленні зносостійких виробів

Анотація

Розглянуто методи досягнення максимальних значень тріщиностійкості чавуну з кулястим графітом (ЧКГ) за рахунок поєднання міцності бейніту з високою пластичністю залишкового аустеніту (у кількості 30-35 %). Результати таких досліджень доцільні для застосування, зокрема, при виготовленні зубів чи коронок ковшів екскаваторів та інших робочих органів гірничодобувної, землерийної чи ґрунтообробної техніки, а також деталей, що функціонують в екстремальних умовах. Ці дані співставні з відомими результатами роботи по підвищенню зносостійкості ЧКГ для змінних деталей сільгосптехніки та транспорту. Крім тріщино- та зносостійкості, тривала працездатність і ефективність робочих органів залежить від підтримання їх загостреної частини чи леза в гострому стані. Розглянуто створення функціонально-градієнтних матеріалів, яким властивий ефект самозагострювання в процесі їх експлуатації та зношування. Цей ефект запропоновано реалізувати за рахунок використання градієнтного тепловідводу в матеріалі піщаної ливарної форми, нарощуючи ці значення введенням холодоагенту поблизу конкретної поверхні виливка для прискорення її охолодження. Для цього застосували ливарні форми з сипкого піску в процесі лиття за моделями, що газифікуються (ЛГМ). Описано спосіб виготовлення металевих робочих органів на прикладі виливання методом ЛГМ зуба ковша екскаватора, запропоновано одержання його градієнтної структури згідно режиму термічного оброблення виливків у ливарній формі за рахунок інтенсивного охолодження його заданої поверхні для підвищення її твердості. Водночас застосовували такі умови конструювання і формування у піску модельного кластера, які спричиняють сповільнення охолодження протилежної поверхні з отриманням меншої її твердості, що відповідає умовам самозагострювання зуба в умовах його експлуатації.