ISSN 1995-2732 (Print), 2412-9003 (Online)
УДК 669.14.018.95:519.237.8:004.932
DOI: 10.18503/1995-2732-2026-24-3-93-99
Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы). Эксплуатационные свойства литых изделий определяют ресурс их работы при эксплуатации. На износостойкость в первую очередь влияет химический состав, а также условия кристаллизации изделия. Цель работы. Изучить влияние комплекса Cr – N на эксплуатационные свойства высокомарганцевой стали. Используемые методы. Объект исследования – высокомарганцевая сталь, легированная комплексом Cr – N, а также закристаллизовавшаяся в литейной форме при различных скоростях охлаждения. Исследования структуры и свойств проводили на опытных отливках в литом состоянии, а также после термической обработки. Оценка параметров микроструктуры опытных сталей проводилась при помощи оптического и электронного микроскопа, износостойкость оценивали через коэффициент абразивной и ударно-абразивной износостойкости по ГОСТ 23.208-79 и ГОСТ 23.207-79. Новизна. Определены концентрационные интервалы по содержанию хрома и азота, при которых коэффициенты абразивной и ударно-абразивной износостойкости имеют максимальные значения. Результат. Выявлены закономерности влияния скорости охлаждения расплава в комплексе с хромом и азотом на коэффициенты абразивной и ударно-абразивной износостойкости, а также изменение количественных характеристик карбидной фазы. Определено влияние этих факторов на коэффициент анизотропии зерна аустенита, оказывающий сильное влияние на механические и эксплуатационные свойства отливок. Определено влияние термической обработки на химический состав сплава и обезуглероживания поверхности опытных отливок, а также количественные характеристики микроструктуры. Практическая значимость. В работе сформулированы рекомендации использования комплекса Cr – N для легирования стали Гадфильда с целью получения заданных характеристик.
Ключевые слова
высокомарганцевая сталь, хром, азот, износостойкость, карбидная фаза, размера зерна, аустенит, марганец, цементит
Для цитирования
Феоктистов Н.А., Савинов А.С. Оценка влияния комплекса Cr – N на износостойкость и параметры микроструктуры стальных отливок // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2026. Т. 24. №3. С. 93-99. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2026-24-3-93-99
1. Исследование влияния химического состава стали 110Г13Л на её свойства / Н.И. Бедрин, В.И. Стадничук, А.В. Стадничук и др. // Литейные процессы. 2003. № 3. С. 36–42.
2. Давыдов Н.Г., Благих Б.М., Бигеев А.М. К вопросу повышения качества отливок из высокомарганцевой стали 110Г13Л. Томск: Издательство Томского университета, 1972. 139 с.
3. Давыдов Н.Г. Высокомарганцевая сталь. М.: Металлургия, 1979. 176 с.
4. Колокольцев В.М., Долгополова Л.Б., Мулявко Н.М. Влияние химического состава на структуру и свойства хромомарганцевых аустенитных сталей // Литейные процессы. 2003. № 3. С. 31–36.
5. Федосеев С.Н., Шарафутдинова А.С. Изменение стального слитка модифицированием структуры // Актуальные проблемы современного машиностроения: сборник трудов Международной научно-практической конференции. Томск, 2014. С. 355–357.
6. Зыкова А.П., Федосеев С.Н., Лычагин Д.В. Модифицирование стали 110Г13Л // Современные проблемы машиностроения: сборник научных трудов VII Международной научно-технической конференции. 2013. С. 86–90.
7. Обработка стали 110Г13Л барий-стронциевыми карбонатами / В.А. Розум, С.П. Задруцкий, А.П. Беженок и др. // Литье и металлургия. 2010. № 4. С. 89–94.
8. Изучение влияния скорости охлаждения на механические и эксплуатационные свойства стали 110Г13Л / Вдовин К.Н., Феоктистов Н.А., Горленко Д.А., Хренов И.Б., Дерябин Д.А. // Литейщик России. 2015. № 12. С. 23–24.
9. Vdovin K.N., Feoktistov N.A., Gorlenko D.A. Influence of the packing-defect energy on the abrasive wear resistance of Fe-12Mn-1.2C steel casting cooled at different rates // Steel in Translation. 2016, vol. 46, no. 9, pp. 614–619. DOI: 10.3103/S0967091216090138.
10. Calculation of stacking fault energy and its influence on abrasive wear resistance of Hadfield cast steel cooled at different rates / Kolokoltsev V.M., Vdovin K.N., Gorlenko D.A., Gulin А.Е. // CIS Iron and Steel Review. 2016, no. 11, pp. 35–39. DOI: http://dx.doi.org/10.17580/cisisr.2016.01.06.
11. Исследование механических и эксплуатационных свойств высокомарганцевой стали, легированной азотированным феррохромом / Колокольцев В.М., Вдовин К.Н., Чернов В.П., Феоктистов Н.А., Горленко Д.А. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2016. № 3. С. 46–54.
12. Vdovin K.N., Gorlenko D.A., Feoktistov N.A. Characteristics of excess phase in cast high-manganese steel // Steel in Translation, 2016, vol. 46, no. 7, pp. 484–488. Doi: 10.3103/S0967091216070159.
13. Vdovin K.N., Feoktistov N.A., Gorlenko D.A. The Effect of the Cast high-manganese steel primary structure on its properties // Materials Science Forum. vol. 870, pp. 339-344. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.870.339.