Тульский Государственный университет, Тула, Россия:
А. С. Ямников, докт. техн. наук, профессор, эл. почта: yamnikiovas@mail.ru

АО «АК «Туламашзавод», Тула, Россия:
Л. Л. Сафарова, инженер-технолог, аспирант, эл. почта: l.bashkirceva@mail.ru

Объяснено широкое применение чугунных отливок для заготовок деталей сложной формы, подвергающихся при эксплуатации повышенным тепловым и механическим воздействиям. Представлен обзор отечественной и зарубежной литературы, показывающий интерес исследователей к совершенствованию химического состава специальных чугунов и влиянию отдельных компонентов на жаростойкость и износостойкость деталей из чугуна. Отмечено, что неоднородность структуры отливок обусловливает подверженность изменению их размеров и формы, полученных после окончательной механической обработки ответственных поверхностей. Представлены труды российских ученых, предлагающих проводить операции старения заготовок для стабилизации их размеров и формы. Проанализированы результаты исследования распределения плотности по сечению отливки цилиндра с помощью рентгеновской вычислительной томографии цилиндра дизельного двигателя, проведенного сотрудниками АК «Туламашзавод», показавшего, что плотность металла в отливке колеблется в пределах 6,75–7,25 г/см³. Установлено влияние способа выполнения операции естественного старения на точность детали. Приведены результаты изменения точности размеров после применения двух вариантов естественного старения к партии деталей «Цилиндр»: естественное старение в течение полугода, стабилизирующий отпуск перед финишной механической обработкой, пролеживание деталей в течение трех дней после окончательного хонингования и естественное старение в течение полугода, пролеживание деталей в течение 12 дней после окончательного хонингования. Замеры производили в четырех сечениях (по восемь точек в каждом) по календарному графику, соответствующему технологии старения отливок. Установлено, что в обоих выполненных вариантах старения изменение размеров готовой детали снижается с 3–10 мкм без старения до 0–5 мкм. На основании проведенных исследований в АО «АК «Туламашзавод» принято решение производить естественное старение заготовок в течение полугода и стабилизирующий отпуск перед операцией хонингования заготовок деталей «Цилиндр».

1. ГОСТ 7769–82. Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки. (С изм. 1). — Введ. 01.01.1983.
2. Чугуны, их свойства и области применения [Электронный ресурс]. URL: http://mkkrasnoyarsk.ru/d/1624922/d/chugun_khar-ki.pdf (дата обращения: 23.04.2019).
3. Андреев В. В. Особенности формирования литой структуры высокопрочных чугунов и разработка эффективных технологий изготовления отливок с высокими параметрами эксплуатационных свойств : автореф. дис. … докт. техн. наук. — М., 2012. — 79 с.
4. Zhenting W., Hongming G. Investigation on microstructure and wear resistance of the new Cr-W-Mo-V high-alloy wear resistant cast iron // Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1061-1062. Р. 670–673.
5. Gromczyk М., Kondracki М., Studnicki А., Szajnar D. Stereological analysis of carbides in hypoeutectic chromium cast iron // Archives of Foundry Engineering. 2015. Vol. 15. Iss. 2. P. 17–22.
6. Richards V., Anish T. V., Lekakh S. Age Strengthening of Gray Iron — Kinetics Study // International Journal of Metalcasting. 2008. Vol. 2. Iss. 1. P. 7–16.
7. Teague J. A., Richards V. L., Lekakh S. N., Peaslee K. D. Age Strengthening and Machinability Interactions in Gray Cast Iron // International Journal of Metalcasting. 2010. Vol. 4. Iss. 2. P. 45–57.
8. Lekakh S. N., Richards V. L., Teague J., Peaslee K. Aging and Machinability of Irons with Compact and Spheroidal Graphite // AFS Transactions. 2010. Vol. 118. P. 181–193.
9. Murthy A. S., Lekakh S., Richards V. L., Aken D. V. On The Homogenization of Cobalt Modified 17-4 PH Stainless Steel // EPD Congress 2011. Proceedings of the TMS Annual Meeting. 2011. February 27 – March 4. P. 651–658.
10. Biswas S., Monroe C., Prucha T. Use of Published Experimental Results to Validate Approaches to Gray and Ductile Iron Mechanical Properties Prediction // International Journal of Metalcasting. 2017. Vol. 11. Iss. 4. P. 656–674.
11. Lekakh S., Richards V. L. Cast iron mach inability: the effect of aging on material properties determines the optimal machining time // AFS Proceedings. 2012. — 11 p.
12. Методика ГСССД. ГСССД МЭ 106–97. Чугун. Стабильность размеров после комбинированного старения. — 24.09.97, № 771 — 97 кк.
13. Васильев А. С. Технологическая наследственность в машиностроении // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П. А. Соловьева. 2017. № 1(40). С. 198–202.
14. Матвеев И. А., Ямников А. С. Ямникова О. А. Влияние вида исходной заготовки на точность изготовления протяженных осесимметричных корпусов // Вестник машиностроения. 2018. № 3. С. 45–49.
15. Васильев А. С., Ямников А. С., Ямникова О. А., Матвеев И. А. Влияние наследственных технологических погрешностей изготовления базовой трубы на параметры собранного реактивного двигателя // Черные металлы. 2019. № 1. С. 67–71.
16. Ямников А. С., Борискин О. И., Ямникова О. А., Матвеев И. А. Технологическое наследование свойств исходной заготовки в параметрах точности протяженных осесимметричных деталей // Черные металлы. 2017. № 12. С. 50–56.
17. Васильев А. С., Дальский А. М., Золотаревский Ю. М., Кондаков А. И. Направленное формирование свойств изделий машиностроения / под ред. А. И. Кондакова. — М. : Машиностроение, 2005. — 351 с.
18. Производственное объединение «Туламашзавод» [Электронный ресурс]. URL: www.tulamash.ru (дата обращения: 03.10.2019).
19. ГОСТ Р 53464–2009. Отливки из металлов и сплавов. Допуски размеров, массы и припуски на механическую обработку (с изм. № 1, 2). — М. : Стандартинформ, 2010. — 62 с.
20. Ямников А. С., Сафарова Л. Л. Синтез диаграммы Аббота // Известия ТулГУ. Технические науки. 2018. № 8. С. 30–35.
21. Дронов Е. А., Барахов В. И., Самочкин В. Н. Применение рентгеновской вычислительной томографии для определения причины заклинивания цилиндра дизельного двигателя // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. № 12(2). С. 39–47.