ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 621.746.019
DOI: 10.18503/1995-2732-2024-22-3-43-51
Аннотация
Актуальной задачей оптимизации технологии литья по газифицируемым моделям является снижение дефектности отливок. Стремление уменьшить количество дефектов обусловлено повышением технико-экономических показателей производства и всё более серьёзными требованиями потребителей к качеству продукции. Особое внимание уделяется ответственным деталям, от которых требуется безотказность работы. Из-за наличия дефектов в фасонных деталях из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом снижается прочность, повышается вероятность возникновения прорывов и аварийных ситуаций. Наиболее опасными при эксплуатации деталей трубопроводов являются несплошности в теле отливки. Целью данной работы является изучение особенностей морфологического строения и химического состава образовавшихся продуктов реакций на поверхности экзогенных дефектов. Для этого в работе использовались методы сканирующей электронной микроскопии с возможностью определения микрорентгеноспектрального анализа. Изучение химического состава поверхности дефектов позволило соотнести элементы на поверхности газовых пор, трещин и раковин с элементами, содержащимися в литейных материалах: модификаторе, противопригарной краске и формовочной смеси. Полученные результаты микрорентгеноспектрального анализа свидетельствуют об образовании на поверхности дефектов продуктов и пленок сложного состава с высоким содержанием углерода и кислорода, что может свидетельствовать о комплексных механизмах формирования газовых дефектов. Основываясь на общепринятых аспектах теории литейных процессов и полученных результатах микрорентгеноспектрального анализа, нами предложены возможные механизмы и причины образования дефектов. Результаты работы позволят инженерам отдела технического контроля эффективно идентифицировать дефекты, а инженерам-технологам иметь представление об источниках их образования, что, в свою очередь, позволит оптимизировать технологию производства отливок из чугуна с шаровидным графитом.
Ключевые слова
газовые дефекты, высокопрочный чугун, литье по газифицируемым моделям, сканирующая электронная микроскопия, микрорентгеноспектральный анализ
Для цитирования
Юров В.В., Цыганов И.А., Припадчева Н.А. Идентификация дефектов газового характера в деталях из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, изготовленных по технологии литья по газифицируемым моделям // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2024. Т. 22. №3. С. 43-51. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2024-22-3-43-51
1. Строительство трубопроводов из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом / М.А. Лебедева, Э.Ф. Идиятуллина, М.С. Чухлатый, А.В. Набоков // Инженерный вестник Дона. 2020. №1(61). С. 31.
2. Костин С.И., Минченков А.В., Гумеров К.М. Трубы из высокопрочного чугуна в нефтегазовой отрасли // Территория Нефтегаз. 2012. №12. С. 28-31.
3. Жуков А.А., Маццарелли Д., Беляков А.А. Производство отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом / под ред. А.И. Белякова. М.: Машиностроение, 2010. 711 с.
4. Совершенствование литейной технологии получения корпусных отливок из ВЧШГ для энергомашиностроения в условиях импортозамещения / М.Ю. Щеголев, А.А. Бречко, Ф.Н. Дмитриев, Д.В. Беляев // Литейщик России. 2023. №10. С. 22-29.
5. Воронин Ю.Ф., Камаев В.А. Атлас литейных дефектов. Черные сплавы. М.: Машиностроение – 1, 2005. 327 с.
6. Шуляк В. Литье по газифицируемым моделям. СПб.: НПО «Профессионал», 2007. 408 с.
7. Ovcharenko P.G., Kuz'minykh E.V., Lad'yanov V.I. Interaction of a Nonstick Corundum Coating with Iron-Carbon Melts under Lost-Foam Casting Conditions. Russian Metallurgy (Metally). 2020, vol. 2020, no. 2, pp. 115-120. DOI: 10.1134/S003602952002010X
8. Влияние материала модели и состава краски при ЛГМ на качество отливки / С.К. Баринова, С.С. Квон, В.Ю. Куликов и др. // Литейное производство. 2023. №5. С. 32-34.
9. Takemoto Y., Mizumoto M. & Kinno K. Internal Porosity Defects in Ductile Cast Irons. Inter Metalcast. 2021, vol. 15, pp. 916-929. DOI: 10.1007/S40962-020-00527-X
10. Sertucha J., Lacaze J. Casting Defects in Sand-Mold Cast Irons – An Illustrated Review with Emphasis on Spheroidal Graphite Cast Irons // Metals 2022, vol. 12, no. 3, 504. DOI: 10.3390/MET12030504
11. Sun W., Littleton H.E., & Bates C.E. Formation mechanism of gas cavity defects in lost foam iron castings. International Journal of Cast Metals Research. 2003, vol. 16, iss. 6, pp. 549-553. DOI: 10.1080/13640461.2003.11819634
12. Jezierski J., Jureczko M., Dojka R. The Impact of Process Factors on Creating Defects, Mainly Lustrous Carbon, during the Production of Ductile Iron Using the Lost-Foam Casting (LFC) Method // Metals. 2020, vol. 10, no. 8, 1022. DOI: 10.3390/MET10081022
13. Joo Mae Jeon, Soo Jo Lee, Kyeong Hwan Choe, Jeung-Soo Huh. Gas Pressure Effect on Sand Collapse in Kinetic Zone of Lost-Foam Casting // Advances in Materials Science and Engineering, 2020, vol. 2020, 5861017, 9 p. DOI: 10.1155/2020/5861017
14. Исследование деструкции кварцевого песка после литья по газифицируемым моделям / В.В. Юров, И.А. Цыганов, В.С. Кузнецов, Н.А. Припадчева // Литейное производство. 2024. №3. С. 23-27.