Влияние ультрадисперсной смеси TiO2, ZrO2 и криолита на структурообразование и физико-механические свойства конструкционных чугунов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

ЗЫКОВА АННА ПЕТРОВНА

ВЛИЯНИЕ УЛЬТРАДИСПЕРСНОЙ СМЕСИ ТЮ2, ЪгОг И КРИОЛИТА НА СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОНСТРУКЦИОННЫХ ЧУГУНОВ

Специальность 01.04.07 - Физика конденсированного состояния

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

К г Г1 "О'г

- ^--и и !5

Барнаул 2015 005558346

005558346

Работа выполнена в ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский политехнический университет», ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский Томский государственный университет» и ФГБОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель: Курзина Ирина Александровна доктор физико-математических наук, доцент

Официальные оппоненты: Полетика Тамара Михайловна, доцент, доктор

физико-математических наук, Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Институт физики прочности и материаловедения» Сибирского отделения Российской академии наук, ведущий научный сотрудник лаборатории физики прочности

Макаров Сергей Викторович, доцент, кандидат физико-математических наук, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Алтайский государственный университет, доцент кафедры общей и экспериментальной физики

Ведущая организация: Институт металловедения и физики металлов

имени Г.В. Курдюмова ГНЦ РФ ФГУП «ЦНИИчермет им. И.П.Бардина», г. Москва

Защита состоится ".¿£_" (ред/ШиЛ " 2015 года в 12 час. 00 мин. на заседании совета по защите докторскими кандидатских диссертаций Д 212.004.04 при Алтайском государственном техническом университете им. И.И. Ползунова по адресу: 656038, Алтайский край, г. Барнаул, пр. Ленина, 46.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке и на сайте Алтайского государственного технического университета им. И.И. Ползунова

11Цр:/'Чу\улу.ак51и.1Ч|/та|'П''5с!епсееуеп(/||1е51я/

Автореферат разослан " О/ 2015 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, Романенко В.В.

кандидат физико-математических наук, доцент ч

Примечание: отзывы на автореферат, заверенные гербовой печатью организаций, просим присылать в 2 экз. на адрес университета и e-mail: veronika 65@mail.i-u

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Качество конструкционных чугунов, их механические и эксплуатационные свойства зависят не только от химического состава, а во многом определяются дисперсностью и однородностью макро- и микроструктуры отливки. Значительные научные достижения в области теоретических и экспериментальных исследований структурообразования и улучшения прочностных характеристик Ре-С сплавов, модифицированных ультра- и нанодисперсными добавками были достигнуты научными коллективами Института проблем литья АН Украины, Института теоретической и прикладной механики СО РАН, Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, Института физики прочности и материаловедения СО РАН и отражены в трудах В. Е. Хрычикова, В. Т. Калинина, В. А. Кривошеева, А. Н. Черепанова, В. П. Сабурова, А. Г. Панова, Ю. Д. Ново-мейского, Г. Н. Миннеханова и др. Рассмотрены физико-математические модели процесса зародышеобразования в расплавах, содержащих ультрадисперсные частицы; влияние факторов, связанных с размером частиц, на свободную энергию критического зародыша, межфазные энергии и т. п.; модели охлаждения [1]; влияние ультра- и нанодисперсных добавок на структуру и свойства Ре-С сплавов [2-6]. Представленные в литературе теоретические и экспериментальные данные по влиянию ультра- и нанодисперсных частиц на процессы кристаллизации, структу-рообразование и физико-механические свойства Ре-С сплавов часто не взаимосвязаны, т. е. не рассматриваются в комплексе. В экспериментальных исследованиях при введении ультрадисперсных смесей в расплав Ре-С сплавов основное внимание уделяется механическим и эксплуатационным свойствам отливок и остаются невыясненными вопросы, связанные со структурно-фазовыми превращениями в матричной основе, локализацией основных и вторичных фаз, изменениями объемных долей фаз, изучением дислокационной структуры и внутренних напряжений, взаимодействием частиц модификатора с расплавом. Физико-математические модели структурообразования отливок в недостаточной степени подтверждены экспериментальными данными. Количественные связи параметров тонкой структуры модифицированных (легированных) Ре-С сплавов с их механическими свойствами выявлены преимущественно на сталях. Отсутствуют данные по оценке вкладов различных механизмов в повышение прочностных характеристик конструкционных чугунов. В связи с этим необходимы детальные исследования параметров тонкой структуры чугунов и количественная оценка влияния отдельных механизмов на упрочнение конструкционных чугунов. Отсутствуют экспериментальные и теоретические данные о влиянии оксидов тугоплавких металлов на формирование структурно-фазового состояния и механические свойства Ре-С сплавов, так как в основном в исследованиях используются ультра- и нанодисперсные порошки карбидов, нитридов, карбонитридов или их смеси с оксидами и т. д. Таким образом, исследование влияния модифицирующей смеси (МС) на основе ультрадисперсных порошков оксидов тугоплавких металлов на структурообразование, механические

свойства и изучение количественной связи параметров тонкой структуры с прочностными свойствами конструкционных чугунов является актуальным и имеет как научную, так и практическую значимость.

Представленная диссертационная работа выполнялась при поддержке ГК№ 11.519.11.6025 «Внепечная обработка расплавов нанострукгурными модификаторами - перспективная энергосберегающая технология для металлургических и машиностроительных предприятий России и Украины» (2011-2013); РФФИ: № 13-02-98034 «р сибирь а» «Физические основы формирования высокопрочной структуры в сплавах черного и цветного литья» (2013-2015) и № 13-0290735 «мол_рф_нр» «Физические основы технологии получения высокопрочных чугунов, основанной на введении ультрадисперсного модификатора» (2013); Государственного задания Минобрнауки России № 3.295.2014/К «Параметры зерно-граничного ансамбля, внутренние напряжения и накопление дефектов при деформации поликристаллических материалов» (2014-2016).

Целью диссертационной работы являлось выявление структурных и физико-химических особенностей формирования кристаллической структуры высокохромистого, серого и высокопрочного чугунов при введении модифицирующей смеси на основе ультрадисперсных порошков ТЮ2, 2Ю2 и криолита в расплав чугунов.

Для достижения цели в диссертационном исследовании были сформулированы следующие задачи:

- систематизировать и обобщить теоретические и экспериментальные данные в области модифицирования чугунов ультра- и нанодисперсными порошками различного химического состава. Обосновать выбор модифицирующей смеси на основе ультрадисперсных порошков тугоплавких оксидов металлов и криолита и определить основные физико-химические характеристики;

- выявить механизмы процессов взаимодействия модифицирующей смеси с расплавом и кристаллизации;

- изучить структурно-фазовое состояние (фазовый состав, локализацию фаз, величины внутренних напряжений, тип дислокационной структуры и др.) и физико-механические свойства (плотность, твердость, деформационное поведение, износостойкость, коррозионную стойкость) отливок из серого, высокопрочного и высокохромистого чугунов до и после введения модифицирующей смеси;

- провести количественную оценку вкладов отдельных физических механизмов (твердорастворного, зернограничного, дислокационного и дисперсионного) в повышение прочностных характеристик исследуемых чугунов.

Научная новизна работы

1. Впервые проведено комплексное исследование влияния модифицирующей смеси на основе ультрадисперсных порошков оксидов тугоплавких металлов (ТЮ2 и гЮ2 с содержанием примесей №>, Щ М& Ре, Сг, 8г, Мо не более 5%) и криолита на структурообразование и физико-механические свойства отли-

вок из серого чугуна СЧ25, высокопрочного чугуна ВЧ60 и высокохромистого чугуна ИЧХ28Н2.

2. Проведены количественные расчеты концентрации центров кристаллизации и рассмотрены процессы структурообразования, протекающие в расплаве при введении модифицирующей смеси на основе ультрадисперсных частиц тугоплавких оксидов металлов и криолита. Установлено смещение температурных интервалов кристаллизации при введении МС.

3. Экспериментально установлено, что введение МС в расплав чугунов СЧ25, ВЧ60 и ИЧХ28Н2 приводит к измельчению (в 1,5-3 раза) и равномерному распределению по сечению отливок структурных составляющих (карбидов, графита), изменению объемных долей и локализации основных фаз без образования вторичных фаз.

4. На основе экспериментальных данных проведены количественные оценки вкладов физических механизмов в упрочнение чугунов ИЧХ28Н2, СЧ25 и ВЧ60.

Практическая значимость работы

1. Разработанный состав модифицирующей смеси на основе ультрадисперсных частиц тугоплавких оксидов металлов и криолита был исследован и апробирован в производственных условиях ОАО «Ремонтно-механический завод "Енисей"» (г. Красноярск), ОАО «Металлист» (г. Качка-нар) и ОАО «Коломенский завод» (г. Коломна).

2. По результатам проведения опытно-промышленных плавок было установлено, что после введения модифицирующей смеси снижается количество литейного брака в среднем на 30%.

3. Состав модифицирующей смеси является универсальным и подходит для широкой номенклатуры чугунов.

4. Модифицирующие смеси могут применяться на действующем производстве без изменения технологических процессов и использования дополнительных устройств, с применением обычного заводского оборудования и без переобучения персонала.

Достоверность полученных в работе результатов обеспечивается корректностью поставленных задач и воспроизводимостью экспериментальных данных; использованием современного аттестованного оборудования; комплексным применением измерительных методов; статистической обработкой экспериментальных данных, на основе которых сделаны выводы.

Научные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Введение ультрадисперсных частиц ТЮ2, ЪхОг и криолита (¿/ф~0,9 мкм) в количестве 0,3 масс. % в расплав чугунов ИЧХ28Н2, СЧ25 и ВЧ60 обеспечивает достаточную концентрацию частиц (Аг= 1012^-3 109 шт/см3) для формирования мелкокристаллической структуры в процессе кристаллизации.

2. Смещение температуры начала выделения первичных и вторичных фаз в чугунах ИЧХ28Н2, СЧ25 и ВЧ60 и изменение интервала кристаллизации обусловлено введением 0,3 масс. % ультрадисперсных частиц ТЮ2, 7Ю2

и криолита и физико-химическими процессами в гетерогенной системе, содержащей твердые компоненты (оксидные и металлические частицы), жидкие компоненты (расплав, фторидные соли) и газообразные компоненты (фтор, плавиковая кислота).

3. Введение в расплав чугунов ИЧХ28Н2, СЧ25 и ВЧ60 ультрадисперсных частиц ТЮ2, '¿г02 и криолита приводит к существенному измельчению (1,5-3 раза) и однородному распределению структурных составляющих (зерна матрицы, карбидов и пластинчатого и глобулярного графита) и влияет на локализацию фаз, изменение их объемных долей, тип и количественные характеристики дефектной структуры.

4. Изменение механических свойств чугунов ИЧХ28Н2, СЧ25 и ВЧ60 при введении 0,3 масс. % МС в расплав происходит за счет изменения структурного состояния отливок, объемной доли и локализации фаз и связано с вкладом твердорастворного, зернограничного, дислокационного, дисперсионного, перлитного механизмов упрочнения.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на школах-семинарах, международных и всероссийских конференциях: V Школе-семинаре сети центров коллективного пользования научным оборудованием «Исследования и метрология функциональных материалов» (Россия, Томск, 2012); X Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук» (Россия, Томск, 2013, 2014); Международной конференции «Иерархически организованные системы живой и неживой природы» (Россия, Томск, 2013); I Международной научно-технической конференции «Научно-технический прогресс в чёрной металлургии» (Россия, Череповец, 2013); I Всероссийской научной конференции молодых ученых с международным участием «Перспективные материалы в технике и строительстве» (Россия, Томск, 2013); VII Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения» (Россия, Томск, 2013); X Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Современные проблемы горно-металлургического комплекса. Энергосбережение. Экология. Новые технологии» (Россия, Белгород, 2013); XIV Всероссийской школе-семинаре с международным участием «Современное материаловедение: материалы и технологии новых поколений» (Россия, Томск, 2014); Международной конференции «Физическая мезомеханика многоуровневых систем-2014. Моделирование, эксперимент, приложение» (Россия, Томск, 2014); I Международной научно-практической конференции «Перспективы развития сервисного обслуживания локомотивов» (Россия, Москва, 2014); XIII Международной школе-семинаре «Эволюция дефектных структур в конденсированных средах» (Россия, Барнаул, 2014).

Публикации. Результаты диссертационной работы опубликованы в 7 статьях из списка ВАК и 11 сборниках трудов и материалов российских и международных конференций.

Личный вклад. Автор принимал участие в определении цели, постановке задач исследований и планировании экспериментов. Непосредственно участвовал в проведении экспериментов; обработке и анализе полученных результатов; формулировке выводов и положений, выносимых на защиту; написании статей по теме диссертации.

Объем и структура диссертации. Текст диссертации состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 218 страницах машинописного текста, содержит 74 рисунка, 46 таблиц и список литературы из 195 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражена актуальность диссертационных исследований, сформулированы цели и задачи, представлены новизна и практическая значимость результатов, изложены положения, выносимые на защиту.

Первая глава содержит анализ литературных данных по структурообра-зованию и фазовым превращениям в системах Ре-С, Ре-Ре3 и Ре-Сг-С. Рассмотрены процессы структурно-фазовых превращений в основных типах конструкционных чугунов: белые высокохромистые чугуны, серые чугуны с пластинчатым графитом и высокопрочные чугуны с шаровидным графитом. Представлены классические и современные теории модифицирования; приведено обобщение экспериментальных данных в области модифицирования конструкционных чугунов ультра- и нанодисперсными порошками различного химического состава и их влияние на структурно-фазовое состояние и механические свойства конструкционных чугунов. В заключение главы представлен раздел, посвященный постановке задач исследования.

Вторая глава содержит обоснование выбора МС, методику проведения опытных плавок чугунов марок ИЧХ28Н2, СЧ25, ВЧ60, методы исследования химического, структурно-фазового состава и физико-механических характеристик чугунов.

Эффективным методом повышения качества и эксплуатационных свойств чугунов является ковшевое инокулирующее модифицирование расплава ультра- и нанодисперсными частицами ТЮИ, НС, "ПЫ, 2гС и др. [1—5]. Механизм инокулирующего модифицирования чугунов вышеуказанными материалами (в количестве 0,02-0,4 масс. %) осуществляется либо за счет введения в расплав частиц, являющихся центрами кристаллизации, либо за счет введения частиц, приводящих к образованию твердых растворов дисперсных тугоплавких включений. При этом для обеспечения формирования мелкокристаллической структуры в отливках чугунов необходимо обеспечение в расплаве не менее 10б-108 шт/см3 [6]. Так как при инокулирующем модифицировании основной задачей является создание центров кристаллизации, обеспечивающих переохлаждение расплава, целесообразно использовать оксиды тугоплавких металлов в ультра- и нанодисперсном состоянии.

Для обеспечения смачиваемости оксидов расплавом эффективно использование поверхностно-активных веществ [7].

В качестве модифицирующей смеси использовали ультрадисперсные порошки ТЮ2 и гю2 (с примесями №>, Н£ Ре, Сг, Бг, Мо < 5 масс. %) и криолита со средним размером частиц -0,9 мкм в соотношении 0,5:0,5:(К2) масс. Теоретическими расчетами показано, что МС, вводимая в расплав чугунов в количестве 0,3 масс. %, обеспечивает достаточную концентрацию частиц (IV = 1012-КЗ-109 шт/см3), являющихся центрами кристаллизации и способствующих формированию мелкокристаллической структуры.

В качестве исследуемых материалов были выбраны марки конструкционных чугунов широко использующиеся в машиностроительном производстве: высокохромистый чугун марки ИЧХ28Н2, серый чугун марки СЧ25 и высокопрочный чугун ВЧ60 в литом состоянии, полученные на производственных площадках металлургических заводов ОАО «Металлист» (г. Качканар), ОАО «Ремонтно-механический завод "Енисей"» (г. Красноярск) и ОАО «Коломенский завод» соответственно. Модифицирование чугунов производили по существующей технологии на заводе и без использования дополнительных устройств. Модифицирование чугунов осуществлялось путем загрузки МС на дно разливочного ковша в расчете 3 кг на тонну расплава. После выдержки расплава в печи производилась разливка чугуна в ковш с МС. После трех минут выдержки в разливочном ковше с МС расплав чугуна разливали в формы. Исследуемые образцы имели следующий химический состав:

- Высокохромистый чугун ИЧХ28Н2, масс. %: 1) исходный: 2,8% С; 26,6% Сг; 1,6% 0,2% Бц 0,03 % Б; основа - Ре; 2) после введения МС: 2,8 % С; 27,8 % Сг; 1,5 % N1; 0,4 % 51; 0,03 % Б, 0,03 Гг, остальное - Ре.

- Серый чугун СЧ25, масс. %: 1) исходный: 4,1 %С; 1,8 % 81; 0,4 %Мп; 0,1 % Б; 0,1 % Р; 0,2 % Сг; 0,1 %№; 0,1 % Си; остальное - Ре; 2) после введения МС: 4,2 % С; 1,8 % 81; 0,4 % Мп; 0,1 % 8; 0,1 % Р; 0,2 % Сг; 0,1 % N1, 0,1 % Си, 0,02 % А1, остальное - Ре.

-Высокопрочный чугун В460, масс. %: 1) исходный: 3,4%С; 0,1 %Мп; 1,8 % 0,01 % Р; 0,01 % 8; 0,03 % Сг; 0,7 % N1; 0,4 % Са; 0,2 % Мо; 0,02 % А1; 0,02 % Тц остальное - Ре; 2) после введения МС: 3,4 % С; 0,1 % Мп; 1,6 % 81; 0,01 % Р; 0,01 % 8; 0,03 % Сг; 0,8 % N1; 0,4 % Са; 0,2 % Мо; 0,02 % А1; 0,02 % Т1; остальное - Ре.

Химический состав и структурно-фазовое состояние отливок чугунов изучали методами рентгенофлуоресцентного анализа, оптико-эмиссионного спектрального анализа, рентгенофазового анализа (РФА), просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) и растровой электронной микроскопии (РЭМ), совмещенной с системой рентгеновского энергодисперсионного микроанализа. Для оценки физико-механических свойств исследуемых чугунов проводили испытания методом одноосного сжатия, исследовали твердость, микротвердость, износостойкость, коррозионную устойчивость, определяли плотность отливок.

В третьей главе рассмотрены механизмы взаимодействия МС с расплавом чугунов. Представлены экспериментальные данные по влиянию МС на процесс кристаллизации, формирование структурно-фазового состава и физико-механические свойства чугуна ИЧХ28Н2. Проведена количественная оценка влияния отдельных механизмов упрочнения на повышение предела текучести и прочности чугуна ИЧХ28Н2.

Механизмы взаимодействия модифицирующей смеси с расплавом. Важной особенностью используемой в настоящей работе модифицирующей смеси является присутствие в ней криолита (На3А1Р6). При введении МС, содержащей ультрадисперсные частицы ТЮ2, ЪсОг и криолита, в расплаве возможно протекание ряда химических превращений, связанных с распадом криолита, образованием фторидных солей, газообразных продуктов и металлических частиц, восстановленных из оксидов, согласно следующим реакциям:

950-1000 °С

Ыа3А1Р6-> 2ЫаР + №А1Р4,

№А1Р4->№Р + А^з 2ЫаР 2Ыа + Р2, ДО°298 = -1201 кДж, 2А1Р3 —>А1 + ЗР2 Т, ДО°298 = -3066 кДж, 2Ыа3А1Р6+ЗН20 = А1203+6ЫаР+6НР, ДС°298 = -503 кДж, ЗТЮ2+ЗЫаР+4А1 = ЗЫаАЮ2+А1Р3+ЗТ1, ДС°298 = -3 3 0 кДж, ЗТЮ2+6А1Р = ЗТ1+2А1Р3+2А1203, ДО°298 = -15 82 кДж, гЮ2+6А1Р = З2г+2А1Р3+2А1203, ДО°298 = -1 139 кДж.

Фторидные соли и криолит в жидком состоянии могут образовывать поверхностный слой на границе раздела «твердая частица-расплав», снижать поверхностное натяжение и способствовать облегченному процессу кристаллизации и диффузии частиц по объему расплава. Тугоплавкие частицы ТЮ2, Т1 и Хх, имеющие температуру плавления >1500 °С, могут играть роль «микрохолодильников», увеличивая скорость охлаждения расплава и изменяя условия кристаллизации. Таким образом, расплав представляет собой гетерогенную систему, содержащую компоненты в трех агрегатных состояниях: твердые компоненты (оксидные частицы, металлические частицы); жидкие компоненты (расплав, фторидные соли); газообразные компоненты (пары фтора, оксида углерода, плавиковой кислоты).

Влияние модифицирующей смеси на структурно-фазовое состояние и физико-механические свойства чугуна ИЧХ28Н2. Исследования методами ПЭМ, РФА и РЭМ показали, что основными фазами исходного чугуна являются а-(№-Сг-Ре) и (Сг,Ре)7С3, объемные доли которых в разных местах металлографических шлифов для а-(№-Сг-Ре) составляет -47+67 %, а для (Сг,Ре)7С3 — 30+50 % (рис. 1). Объемные доли Ре3С и Ре20С9 в исходном образце не превышают ~3,5 %.

Рис. 1. Микроструктура чугуна ИЧХ28Н2 в продольном (а, б) и поперечном (в, г) сечениях в исходном чугуне (а, в) и после введения МС (б, г)

По данным ПЭМ матрицей исходного чугуна ИЧХ28Н2 является твердый раствор а-(№-Сг-Ре), микроструктура которого представлена 3 типами (рис. 2): 1) феррито-карбидная смесь (50 % от объема матрицы); 2) распавшийся перлит (15 % от объема матрицы); 3) ультрадисперсная смесь частиц феррита и карбидов (35 % от объема матрицы).

Рис. 2. Электронно-микроскопические изображения: а - феррито-карбидной смеси; б -распавшегося перлита; в - ультрадисперсной смеси частиц феррита и карбидов

Феррито-карбидная смесь чугуна представляет собой распадающийся перлит (рис. 2, а). Пластины Ре3С разрушены и имеют вид отдельных, различных по размеру осколков со средним размером -80x280 нм. Частицы Ре2оС9 имеют округлую форму со средним размером -32 нм и располагаются, в основном, на дислокациях в ферритной матрице. Распавшийся перлит состоит из твердого раствора а-(]МьСг-Ре) и частиц карбидов Ре3С и Ре2оС9. В данной структуре Ре3С занимает центральную часть объема пластины, а округлой формы частицы Ре20С9 располагаются на межфазной границе «а-фаза-Ре3С» (рис. 2, б). Средний размер частиц Ре3С в распавшемся перлите составляет 50x500 нм, а частиц Ре^Сд - 20 нм. Ультрадисперсная смесь частиц феррита и карбидов представляет собой практически полностью разрушенный перлит. На месте бывших пластин Ре3С сформировалась фрагменти-рованная дислокационная субструктура. В узлах дислокационных сплетений и на границах фрагментов присутствуют мелкие -20 нм частицы карбидной фазы Ре2оС9 (рис. 2, в). Размер частиц Ре3С в среднем составляет 40х 120 нм. Схематическое изображение структурно-фазового состояния исходного чугуна представлено на рис. 5, а. Введение МС на основе ультрадисперсных частиц ТЮ2, 2Ю2 и криолита в чугун ИЧХ28Н2 привело к существенным изменениям структурно-фазового состояния (рис. 3, 5).

Рис. 3. ПЭМ-изображение и микродифракционные картины чугуна ИЧХ28Н2 после введения МС

В высокохромистом чугуне после введения МС матрицей являются твердые растворы а-(№-Сг-Ре) и у-(Ре,С), объемные доли которых составляют 30 % и 70 % соответственно. Введение МС привело к измельчению размеров карбида (Сг,Ре)7С3 в 1,5+3 раза и его равномерному распределению по сечению отливки. Объемная доля карбида уменьшилась и составила -20 % (рис. 1, б, г). Объемные доли Ре3С и Ре20С9 в образцах после введения МС также уменьши-

лись и составляют 2,5 %.

Фаза сс-(№-Сг-Ре) представлена только ультрадисперсной смесью частиц феррита и карбидов, феррито-карбидная смесь и распавшийся перлит отсутствуют (рис. 5). В чугуне после введения МС а-фаза фрагментирована. На границах фрагментов также присутствуют частицы карбида железа Ре3С в виде прослоек. Средний размер Ре3С уменьшился по сравнению с исходным образцом и составил 30x200 нм. Прослойки Ре3С внутри себя содержат карбидные наночастицы Ре20С9 со средним размером 10 нм. Схематическое изображение структурно-фазового состояния чугуна представлено на рис. 5, б. Дислокационная структура в матрице исходного чугуна и после введения МС - сетчатая. Введение МС привело к снижению плотности дислокаций, значениям локального напряжения, напряжения сдвига, а также амплитуды кривизны-кручения кристаллической решетки в целом по матрице на -50 %.

Формирование конечного структурно-фазового состояния твердых растворов, изменение объемных долей основных фаз и их локализация в высокохромистом чугуне после введения МС связаны с процессами кристаллизации при охлаждении отливок. Методом дифференциально-сканирующей калориметрии показано, что после введения МС в расплав чугунов ИЧХ28Н2 происходит смещение температуры начала выделения первичного аустенита в область более высоких температур на -22 °С (рис. 4), что, возможно, связано с переохлаждением расплава за счет введения ультрадисперсных

■ Нагрев исходного чапи»

• Охлаждение исходного чугуна

■ Нагрев чугуна после введения МС

• Охлаждение чугуна после введения МС

268 Дж/г / 268 Дж/г 1331*с 130»'

1221'С 1218 'С / 1259 °С

1255 еС

297 Дж/г -278 Дж/г

Рис. 4. ДСК-кривые нагрева и охлаждения чугуна ИЧХ28Н2 до и после введения МС

-y-(Fe,C)

Рис. 5. Схема структурно-фазового состояния исходного чугуна ИЧХ28Н2 (а) и после введения МС (б)

- Ультрадисперсная смесь частиц феррита и карбидов

|¡¡lj-(Cr,Fe)7C3

частиц МС, что, в конечном счете, увеличивает скорость охлаждения и изменяет условия кристаллизации. В результате переохлаждения расплава за счет частиц МС наблюдается формирование структурно-фазового состояния, соответствующего области более высоких температур, т. е. «a-Fe + y-Fe + М7С3», соответственно диаграмме состояния Fe-C с содержанием >13 масс. % Сг.

- Феррито-карбидная смесь

- Распавшийся перлит

Изменения структурно-фазового состояния после введения МС в расплав высокохромистого чугуна повлияло на физико-механические свойства (табл. 1). Показано, что в результате введения МС предел прочности на сжатие повысился на ~53 %, пластичность на ~11 %, линейный износ снизился на ~13 %, а коррозионная стойкость повысилась в 2-4 раза.

Таблица 1 - Физико-механические характеристики чугуна ИЧХ28Н2

Чугун Плотность, кг/м3 «в, МПа 6,% Износ, мм Микротвердость, HV

Матрица (Cr,Fe)7C3

Исходный 7300 1600 9,3 0,16-0,17 389 2012

После введения МС 7800 2450 20 0,14-0,15 444 2239

Оценка вкладов отдельных механизмов упрочнения, в аддитивном приближении, согласно соотношениям (1)-(3) [8] показала различные значения в общем упрочнении чугунов ИЧХ28Н2 (табл. 2).

Дот = До® + ДстА+ Ла(Сг,Ре)7с3 > (!)

где ЛсТф — предел текучести феррита, определяемый как

Доф = о0 + Дсттвр + Дад.ч + 7(Да32 + Да2); (2)

Лад — предел текучести аустенита, определяемый соотношением

ДоА = ст0 + Дсттвр + Дстд.ч + 7(Дст32 + ДсГд); (3)

^ст(сг,ре)7с3 - величина упругого напряжения в частицах (Сг,Ре)7С3; Датр -твердорастворное упрочнение; Дстдч - дисперсионное упрочнение; Дст3 - зер-нограничное упрочнение; Дод-дислокационное упрочнение.

Основными вкладами в упрочнение чугунов после введения МС являются твердорастворное, дисперсионное и зернограничное упрочнения. Существенный вклад в твердорастворное упрочнение в чугуне ИЧХ28Н2 после введения МС дает образование твердого раствора у-(Ре,С) с растворенным в нем углеродом и леги-

рующими элементами (увеличением содержания 51 и наличием 0,03 масс. % Л). Дисперсионное упрочнение твердого раствора а-(МьСг-Ре) частицами Ре3С и Ре2оС9 происходит за счет того, что твердый раствор а-(ЫьСг-Ре) представлен только одним структурным типом - ультрадисперсной смесью частиц феррита и карбидов. Упрочнение высокохромистых чугунов за счет зернограничного упрочнения обусловлено уменьшением размеров частиц карбида (Сг,Ре)7С3 в 1,5+3 раза. Следует отметить, что после введения МС частицы Ре3С и Ре2оС9 локализуются преимущественно на границах «матрица - (Сг,Ре)7С3», что может вносить дополнительный вклад в упрочнение чугунов ИЧХ28Н2.

Таблица 2 — Предел текучести, предел прочности и вклады отдельных механизмов упрочнения до и после введения МС в расплав ИЧХ28Н2

Чугун ИЧХ28Н2 ДСТО.2, МПа До,, МПа Дсто, МПа ДСТт.р, МПа Дстд , в а-(№-Сг-Ре), МПа До-,, МПа Дод, МПа Дат, МПа

Ре,С Ре2»С9 (Сг,Ре)7С,

Исходный 1000 1600 30 159 179 75 2,3 341 227 854

После введения МС 1000 2450 Ф А Ф А 420 533 5,1 523 Ф А 1021

30 65 175 382 212 109

Ф - феррит; А — аустенит.

В четвертой главе представлены экспериментальные данные по влиянию МС на процесс кристаллизации, формирование структурно-фазового состава и физико-механические свойства серого чугуна СЧ25. Проведена количественная оценка влияния отдельных механизмов упрочнения на повышение предела текучести и прочности серого чугуна СЧ25.

Исследования показали, что матрица в сером чугуне до и после введения МС характеризуется феррито-перлитной структурой с включениями графита пластинчатой формы. После введения МС характер распределения и размер пластинчатого графита значительно меняется. В исходном состоянии пластинчатый графит равномерно распределен в матрице серого чугуна СЧ25 (рис. 6, а), при этом размер длины пластинчатого графита лежит в диапазоне 13+260 мкм (с/ср = 40 мкм). После введения МС распределение пластинчатого графита в металлической матрице имеет вид колоний (рис. 6, в), а длина пластинчатого графита уменьшается в 2 раза и лежит в диапазоне 6+110 мкм (¿/ср = 30 мкм). Повышается дисперсность феррито-цементитной структуры перлитных зерен, которая для исходного чугуна составляет Э « 0,57 мкм, для чугуна после введения МС - О« 0,32 мкм (рис. 6, б, г).

Рис. 6. Микроструктура чугуна марки СЧ25: а, б- исходный; в, г - после введения МС

Введение 0,3 масс. % МС в расплав серых чугунов приводит к смещению температуры начала выделения первичных фаз в область более низких температур на -69 °С, уменьшению интервала кристаллизации на -73 °С по сравнению с исходным серым чугуном и соответствует равновесной диаграмме состояния Fe-C (рис. 7).

Основными фазами серого чугуна в исходном состоянии и после введения МС являются фазы: a-Fe, Fe3C и С. Фосфидная эвтектика в исходном чугуне расположена в виде отдельных зерен, а в чугуне после введения МС имеет вид сетки и характеризуется двумя составами (рис. 8): (a-Fe + FeP + Fe2P) и (a-Fe + FeP + Fe2P + Fe3P + FeP4). Фосфидная эвтектика в разньгх местах отливки отличается по составу и размеру зеренной структуры. Схематическое изображение изменений структурного состояния в чугуне СЧ25 после введения МС представлено на рис. 9.

■ Нигрев исходного чугуна

- Охлаждение исходного чугуна

- Нш рен 4V[\iil iiiir.lt введения МС

- Охлаждение чугуна после введения МС

Рис. 7. ДСК-кривые нагрева и охлаждения чугуна СЧ25 до и после введения МС

694

736 73 Дж/Г

Рис. 8. ПЭМ-изображение мелкозернистой смеси фаз фосфи-

дов железа

Перлит

^'У/у

'Чг. - . ~ ■' ^ i.

— Фосфидная эвтектика

ЛИ -Граф ит

Рис. 9. Схема изменения структурного состояния в чугуне СЧ25: а, е - исходный; б, г-введения МС

после

Показано, что основной фазовый состав образцов до и после введения МС идентичен; параметр решетки не меняется и составляет а = 0,28644 нм. Тип дислокационной структуры в исходном чугуне и чугуне после введения МС хаотиче-

ский. Наблюдается уменьшение скалярной плотности дислокаций с 1,2- 10ю см 2 до 0,3-1010 см"2

Изменения размеров и характера распределения структурных составляющих серого чугуна СЧ25 после введения МС в расплав повлияло на физико-механические характеристики: увеличился предел прочности с 900 МПа до 990 МПа, уменьшился износ с 0,26 мм до 0,2 мм. Для Fe-C сплавов на основе преимущественно перлитной составляющей вклады в механизмы упрочнения несколько иные, чем в сплавах на ферритной основе: не действуют механизмы Орована, но действует барьерное торможение в перлитных колониях. Поэтому вклад в Дот перлитных сплавов в аддитивном приближении определяется как вклад в предел текучести перлита следующим соотношением [8]:

АоПбрлита= А°0 + AaTB.p + Аоп + Дод , (4)

где Доп - перлитное упрочнение, определяемое как

Д<тп = &(4,75-?)1/2, где k = G^ . (5)

При оценке вкладов отдельных механизмов упрочнения в серых чугунах СЧ25 было установлено, что основными вкладами в повышение предела текучести после введения МС являются твердорастворное и перлитное упрочнения (табл. 4). Вклад в Дстхр повышается за счет появления в отливках серого чугуна 0,02 масс. % А1. Перлитное упрочнение обусловлено повышением дисперсности феррито-цементитной структуры перлитных зерен. Выявлено, что вклад в упрочнение может также давать измельчение зеренной структуры феррито-перлитной матрицы в 1,5 раза и измельчение размеров пластинчатого графита в 2 раза согласно соотношению Холла-Петча. Снижение вклада Дад в повышение предела текучести серых чугунов после введения МС не вносит значительных изменений в общее упрочнение, так как компенсируется большим вкладом Дсттр и Дап по сравнению с исходным чугуном (табл. 4).

Таблица 4 - Вклады отдельных механизмов в упрочнение серых чугунов СЧ25

Чугун СЧ25 Со,2, МПа МПа Дст0, МПа Дсгт.р, МПа Дап, МПа Дад, МПа Дстт, МПа

Исходный 380 900 30 183 115 59 387

После введения МС 420 990 30 251 153 32 466

В пятой главе представлены экспериментальные данные по влиянию МС на процесс кристаллизации, формирование структурно-фазового состава и физико-механические свойства высокопрочного чугуна ВЧ60. Проведена количественная оценка влияния отдельных механизмов в упрочнение/разупрочнение высокопрочного чугуна ВЧ60.

Исследования показали, что матрица чугуна ВЧ60 до и после введения МС имеет феррито-перлитную структуру с включениями графита шаровидной формы (рис. 8). Методом РЭМ установлено, что после введения МС возрастает количество глобулей графита в 1,5 раза, с одновременным уменыле-

нием среднего размера до 17 мкм (рис. 8, а, в). Происходит измельчение зе-ренной структуры феррито-перлитной матрицы в 1,5 раза (</ср= 25 мкм).

Рис. 8. Микроструктура чугуна марки СЧ25: а, б- исходный; в, г- после введения МС

Значительно изменились объемные доли феррита и графита, а также характер распределения феррита в матрице. Объемная доля феррита в исходных образцах составляет -5-16 %, графита —5-8 %, перлита —86-90 %. После введения МС объемная доля феррита возросла до -20-27 %, графита до -5-10 %. Отмечено, что

феррит в чугуне ВЧ60 после введения МС локализуется вокруг глобулей графита, образуя «ферритную оболочку» толщиной 10 мкм, в то время как в исходном чугуне ферритные зерна распределены в матрице хаотично в виде отдельных зерен. Схематическое изо-Рис. 9. Схематическое изображение бражение структурно-фазового состоя-структурного состояния в чугуне ВЧ60: ^ чугун ВЧ60 до и после введения а - исходный; б - после введения МС мс Представле.ю на рис. 9.

Различие в микроструктуре чугуна В460 связано с перераспределением основных элементов (Ре и С) и объемных долей структурных составляющих (феррита, перлита и графита) и обусловлено процессами кристаллизации при охлаждении расплава. Наблюдается увеличение температурного интервала выделения первичных фаз на -50 °С (рис. 10). Происходит снижение скорости охлаждения отливок высокопрочного чу-

• Им■ рев исходного чугуна ■ Охлаждение неходкого чугуна

- Нагрев чугуна после введении МС

- Охлаждение «туна после и ведения МС

J°C

-787 "С

Дж/г

-5вДж/г 02 "С / 1310 "С

1169 "С J^-^-W.I Дж/ , 1355«С

500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400Т*С

Рис. 10. ДСК-кривые нагрева и охлаждения чугуна ВЧ60 до и после введения МС

гуна и, следовательно, увеличение объемной доли феррита.

По данным ПЭМ установлено, что в перлите исходного чугуна дислокационная структура хаотическая; в феррите - ячеистая. После введения МС меняется тип дислокационной структуры, для перлита и феррита дислокационная структура имеет одинаковый тип - хаотический. В целом по матрице плотность дислокаций в чугунах после введения МС снизилась в 2 раза. Ис-

следования физико-механических характеристик показали, что количественные изменения структурных составляющих привели к снижению предела прочности с 1780 МПа до 1620 МПа и уменьшению износа с 0,36 мм до 0,25 мм.

Для оценки вклада различных механизмов в упрочнение и разупрочнение чугуна ВЧ60 целесообразно использовать соотношения (2) и (4)

Дот = Даф + Аапертпш. (6)

Основной вклад в уменьшение Дат чугуна ВЧ60 после введения МС вносят (табл. 6): 1) твердорастворное разупрочнение за счет снижения содержания на 0,2 масс. %; 2) деформационное разупрочнение за счет уменьшения плотности дислокаций в два раза; 3) перлитное разупрочнение за счет уменьшения объемной доли перлита на 19 %. Кроме того, на вклад в разупрочнение ВЧ60 может влиять увеличение количества глобулей графита в 1,5 раза после введения МС, которые являются концентраторами напряжений феррито-перлитной матрицы. Из табл. 6 видно, что после введения МС в чугун ВЧ60 происходит зернограничное упрочнение за счет уменьшения среднего размера зерна феррито-перлитной матрицы и дисперсионное упрочнение за счет повышения дисперсности феррито-цементитной структуры перлитных зерен. Однако вклады зернограничного и дисперсионного упрочнения незначительны по сравнению с общими вкладами разупрочнения, поэтому прочности для чугунах ВЧ60 после введения МС наблюдается уменьшение предела текучести и предела.

Таблица 6 - Вклады отдельных механизмов в упрочнение чугунов ВЧ60

Чугун ВЧ60 МПа а., МПа Дст0, МПа Дсттр, МПа МПа Дстп, МПа Дст3, МПа ДаЛч, МПа Дстт, МПа Дстт, МПа

Ф П Ф П

Исходный 450 1780 30 192 55 64 120 107 5 43 357 400

После введения МС 410 1620 30 176 38 43 140 120 16 87 272 359

Основные результаты и выводы

1. Установлено, что введение ультрадисперсных частиц ТЮ2, 2г02 и криолита в количестве 0,3 масс. % в расплав чугунов ИЧХ28Н2, СЧ25 и ВЧ60 обеспечивает достаточную концентрацию частиц (У = 1012-КЗ-109 шт/см3), являющихся центрами кристаллизации и способствующих формированию мелкокристаллической структуры.

2. Предложены механизмы процессов, протекающих в результате введения МС на основе ультрадисперсных частиц ТЮ2, ТгОг и криолита в расплав чугунов: 1) распад криолита, образование фторидных солей, газообразных продуктов и металлических частиц, восстановленных из оксидов; 2) образование многокомпонентной системы: твердое тело (оксидные частицы, металлические частицы), жидкость (расплав, фторидные соли), газ (фтор, плавиковая кислота); 3) образование поверхностного слоя на границе раздела «твердая частица-расплав» из жидких фторидных солей, способствующих снижению поверхностного натяжения в сис-

теме Fe-C; 4) облегченная диффузия частиц по объему расплава в присутствии газообразных продуктов.

3. Введение ультрадисперсных частиц ТЮ2, Zr02 и криолита в количестве 0,3 масс. % в расплав чугунов ИЧХ28Н2 приводит к смещению температуры начала выделения первичных фаз в область более высоких температур и формированию структурно-фазового состояния a-Fe + y-Fe + М7С3, соответствующего области более высоких температур диаграммы состояния Fe-C. В серых чугунах СЧ25 после введения МС происходит смещение температуры начала выделения первичных фаз в область более низких температур и уменьшение интервала кристаллизации. В случае высокопрочных чугунов ВЧ60 наблюдается увеличение температурного интервала выделения первичных фаз и понижение скорости охлаждения отливок.

4. Установлено, что после введения МС в расплав чугуна ИЧХ28Н2 изменяется состав матрицы, которая характеризуется смесью твердых растворов a-(Ni-Cr-Fe) и y-(Fe,C), с объемной долей 30 % и 70 % соответственно. Твердый раствор a-(Ni-Cr-Fe) по сравнению с исходным чугуном представлен одним типом - ультрадисперсной смесью частиц феррита и карбидов Fe3C и Fe20C9 размером 30x200 нм и 10 нм соответственно. Наблюдается однородное распределение карбидов (Cr,Fe)7C3 и уменьшение размеров в 1,5-3 раза. На границах «матрица-(Cr,Fe)7C3» образуется прослойка из частиц Fe3C и Fe20C9.

5. В сером чугуне СЧ25 после введения МС основной фазовый состав (a-Fe, Fe3C, С) идентичен исходному чугуну. После введения МС в расплав СЧ25 происходит существенное измельчение пластинчатого графита (в два раза), распределенного в металлической матрице в виде колоний. Установлено формирование смеси фосфидов железа различной стехиометрии (FeP, Fe2P, Fe3P и FeP4), содержащей два типа мелкозернистой фосфидной эвтектики сетчатой структуры.

6. Установлено, что фазовые составы чугунов ВЧ60 до и после введения МС идентичны и состоят из a-Fe, Fe3C и С. После введения МС в расплав ВЧ60 происходит значительное увеличение объемной доли феррита и глобулей графита, изменение локализации зерен феррита, уменьшение зерен феррито-перлитной матрицы (в полтора раза), увеличение дисперсности феррито-цементитной структуры перлитных зерен, а также увеличение количества глобулей графита. Обнаружено, что феррит локализуется вокруг глобулей графита, образуя «ферритную оболочку» размером 10 мкм.

7. На основе полученных экспериментальных данных проведена оценка механизмов упрочнения, приводящих к значительному повышению физико-механических свойств чугуна ИЧХ28Н2 после введения МС: 1) изотропный рост дендритов (Cr,Fe)7C3 в матрице чугуна; 2) упрочнение границ «матрица—карбид» за счет увеличения доли частиц Fe3C и Fe20C9 и их протяженности на границах зерен; 3) повышение твердорастворного упрочнения за счет образования твердого раствора y-(Fe,C), объемная доля которого составляет более 50 % в отливке, с растворенным в нем углеродом и легирующими элементами; 4) дисперсионное упрочне-

ние твердого раствора a-(Ni-Cr-Fe) частицами Fe3C и Fe2oC9, образующими ультрадисперсную смесь частиц феррита и карбидов; 5) упрочнение, обусловленное уменьшением размеров частиц карбида (Cr,Fe)7C3(B 1,5+3 раза).

8. Выявлено, что введение MC в расплав СЧ25 приводит к незначительному увеличению предела прочности и износостойкости при сохранении значений плотности, пластичности и твердости. Показано, что значительный вклад в повышение предела текучести серого чугуна СЧ25 после введения MC вносят: 1) перлитное упрочнение за счет повышения дисперсности феррито-цементитной структуры перлитных зерен; 2) твердорастворное упрочение феррито-перлитной матрицы легирующими элементами; 3) уменьшение размера зерен феррито-перлитной матрицы, а также уменьшение размеров выделений пластинчатого графита.

9. Установлено, что в результате изменения структурного состояния чугуна ВЧ60 после введения MC незначительно уменьшается предел прочности, увеличивается износостойкость, при этом плотность, пластичность и твердость остаются без изменений. Выявлено, что в высокопрочном чугуне ВЧ60 после введения MC происходит разупрочнение чугуна, обусловленное следующими факторами: 1) твердорастворным разупрочнением; 2) разупрочнением из-за уменьшения плотности дислокаций; 3) перлитным разупрочнением за счет значительного уменьшения объемной доли перлита; 4) увеличением количества глобулей графита, которые являются концентраторами напряжений феррито-перлитной матрицы.

Основные результаты диссертации изложены в работах:

1. А.П. Зыкова, М.Ю. Новомейский, И.А. Курзина, A.A. Никулина, A.C. Князев. Структурно-фазовое состояние Fe-содержащих сплавов, модифицированных ультра- и нанодисперсными порошками оксидов ^-металлов // Обработка металлов. - 2012. - Т.57. - № 4. - С.72-78.

2. А.П. Зыкова, И.А. Курзина, Д.В. Лычагин, A.A. Никулина, М.Ю. Новомейский. Влияние модифицирующей смеси на основе ультра- и нанодисперсных порошков оксидов металлов на физико-химические характеристики чугуна марки ИЧХ28Н2 // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. - 2013. -№8. -С. 64-67.

3. А.П. Зыкова, A.B. Чумаевский, Д.В. Лычагин, И.А. Курзина, Ю.А. Абзаев, Т.В. Демент. Влияние модифицирования ультрадисперсными порошками оксидов металлов на деформационное поведение и разрушение чугуна марки ИЧХ28Н2 // Известия вузов. Физика.-2013.-Т. 56.-№ 12/2.-С. 110-115.

4. А.П. Зыкова, A.B. Чумаевский, Д.В. Лычагин, И.А. Курзина, С.Ю. Тарасов, Т.В. Демент. Исследование износостойкости чугуна ИЧХ28Н2 при комплексном модифицировании // Известия вузов. Физика. - 2013. - Т. 56. -№12/2.-С. 116-120.

5. А.Р. Zykova, I.A. Kurzina, D.V. Lychagin, A.V. Chumaevsky, A.A. Kachaev, V.A. Bataev. Structural State, Phase Composition and Mechanical Properties of Wear-resistant Cast Iron Modified by Ultrafine Powders // Advanced Materials Research. -

2014.-V. 872.-Р. 84-88.

6. А.П. Зыкова, Д.В. Лычагин, A.B. Чумаевский, И.А. Курзина, М.Ю. Ново-мейский. Влияние модифицирования ультрадисперсными порошками оксидов тугоплавких металлов и криолита на структуру, механические свойства и разрушение чугуна СЧ25 // Известия вузов. Черная металлургия. - 2014. - Т. 57. - № 11. -С. 38-43.

7. А.П. Зыкова, H.A. Попова, М.П. Калашников, ЕЛ. Никоненко, И.А. Курзина. Влияние ультрадисперсных частиц тугоплавких оксидов металлов на структурно-фазовое состояние матрицы и дислокационную структуру высокохромистого чугуна // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. — 2014.-Т. 11,-№4.-С. 501-508.

Список цитируемой литературы:

1. Калинина, А. П. Структурообразование при охлаждении жидких металлов, содержащих ультрадисперсные частицы : дис. ... канд. физ-мат. наук : 01.02.05/Калинина Анна Павловна.-Новосибирск, 1999.- 102 с.

2. Калинин, В. Т., Хрычиков В. Е., Кривошеев, В. А. Технологические особенности модифицирования литейных расплавов ультрадисперсными реагентами и перспективы их применения при производстве отливок // Металлургическая и горнорудная промышленность. — 2004. - № 6. - С. 38^2.

3. Миннеханов, Г. Н., Шуйкин, О. А., Миннеханов, Р. Г. Влияние модифицирования наночастицами карбонитрида титана и легирования титаном на структуру и свойства доэвтектических чугунов // Омский научный вестник. -2009. - Т. 77. - № 1. - С. 22-25.

4. Болдырев, Д. А. Комбинированное влияние технологических параметров модифицирования и микролегирования на структуру и свойства конструкционных чугунов : дис. ... докт. техн. наук : 05.16.01 / Болдырев Денис Алексеевич. - М., 2009. - 337 с.

5. Сабуров, В. П., Черепанов, А. Н., Жуков, М. Ф., Галевский, Г. В., Круш-ко, Г. Р., Борисов, В. Т. Плазмохимический синтез ультрадисперсных порошков и их применение для модифицирования металлов и сплавов. Новосибирск : Сиб. изд. фирма РАН, 1995. - 344 с.

6. Чайкин, В. А. Научное обоснование и технологическое обеспечение применения дисперсных модификаторов рафинируемых смесей для внепеч-ной обработки чугунов и сталей : дис. ... докт. техн. наук : 05.16.04 / Чайкин Владимир Андреевич. - Магнитогорск, 2011. - 252 с.

7. Пат. 2016071 Российская Федерация, МПК5 С 21 С 1/00. Способ получения чугуна / Гросс М. Ф., Новомейский Ю. Д., Королькова О. И., Булгина JI. В. ; заявитель и патентообладатель Новомейский Ю.Д. - № 5007050/02 ; заявл. 28.10.91 ; опубл. 15.07.94, Бюл. № 13. - 7 с.

8. Гольдштейн, М.И. Дисперсионное упрочнение стали / М.И. Гольдштейн, В.М. Фарбер. - М.: Металлургия, 1979. - 209 с.

Подписано к печати 12.01.2015. Формат 60x84/16. Бумага «Снегурочка». Печать XEROX. Усл. печ. л. 1,16. Уч.-изд. л. 1,05. _Заказ 01-15. Тираж 150 экз._

Национальный исследовательский Томский политехнический университет ' Ci&J л Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета Сертифицирована в соответствии с требованиями ISO 9001:2008

издлТЕАЬСТВоЭ^ТПУ. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел./факс: 8(3822)56-35-35, www.tpu.ru