Навоийский государственный горный институт, Навои, Узбекистан:

А. А. Жумаев, доцент кафедры «Технология машиностроения», докт. филос. наук, эл. почта: ahmadjon_jumayev@mail.ru

Х. И. Ахмедов, заведующий кафедрой «Технология машиностроения», доцент, канд. техн. наук

Белорусский национальный технический университет, Минск, Беларусь:
К. Э. Барановский, доцент кафедры «Металлургия черных и цветных сплавов», канд. техн. наук

Ташкентский государственный транспортный университет, Ташкент, Узбекистан:
Ю. Н. Мансуров, профессор кафедры «Материаловедение и машиностроение», докт. техн. наук

Рассмотрены белые износостойкие хромистые чугуны, применяемые для изготовления отливок, используемых в горнодобывающей промышленности, в частности для деталей центробежных измельчителей. Детали изготовлены на Навоийском машиностроительном заводе (Узбекистан). Исследованы белые износостойкие чугуны ИЧ280Х29Н и ИЧ300Х32М2Н2Т, используемые в настоящее время на заводе, и экспериментальный чугун ИЧ330Х17. Для их изучения в земляные формы отливали деталь «Питающий диск» диаметром 380 мм, толщиной 38 мм и массой 35 кг. Микроструктура в литом состоянии всех исследуемых чугунов представляет тростит-аустенитную металлическую матрицу с эвтектическими колониями. Содержание карбидов в доэвтектическом чугуне ИЧ280Х29Н составляло 30–32 %, твердость на поверхности отливок 50–51 HRC, в центре 45–46 HRC. Количество карбидов в чугуне ИЧ300Х32М2Н2Т 35–37 %, твердость на поверхности отливок 56–57 HRC, в центре 52–53 HRC, количество карбидов в эвтектическом чугуне ИЧ330Х17 составляло 39–40 %, твердость на поверхности отливок 53–54 HRC, в центре 50–51 HRC. Стоимость сплава ИЧ330Х17 в 1,3 раза ниже стоимости сплава ИЧ280Х29Н и в 4,5 раза сплава ИЧ300Х32Н2М2Т. Для получения деталей из дешевого сплава ИЧ330Х17 предложена технология изготовления отливок с использованием металлических холодильников. В этом случае твердость отливок из сплава ИЧ330Х17 составляет 58–61 НRC на поверхности и 55–56 HRC в центре отливок. Размер карбидов уменьшается в 3–4 раза. За счет получения направленной структуры и измельчения карбидов при литье с использованием металлических холодильников износостойкость литых деталей повышается не менее чем на 20 %. В этом случае можно использовать более дешевые марки хромистых чугунов, содержащие меньше легирующих элементов.

1. Цыпин И. И. Белые износостойкие чугуны: структура и свойства. — М. : Металлургия, 1983. — 176 с.
2. Гарбер М. Е. Износостойкие белые чугуны: свойства, структура, технология, эксплуатация. — М. : Машиностроение, 2010. — 280 с.
3. Studnicki A., Jura S., Suchoń J. The influence of chemical composition of chromiun cast iron on distribution of carbides size // Solidifi cation of Metals and Alloys. 1998. No. 37. Р. 17–37.
4. Барановский К. Э., Ильюшенко В. М., Воробьев В. В. Повышение ресурса работы центробежных дробилок и мельниц // Центробежная техника — высокие технологии. Материалы 3-й Международной научной конференции. 2008. С. 27, 28.
5. Барановский К. Э., Мансуров Ю. Н., Жумаев А. А., Дувалов П. Ю. Повышение ресурса работы деталей из износостойких хромистых чугунов // Металлургия: республиканский межведомственный сборник научных трудов. 2019. Вып. 40. С. 78–83.
6. Барановский К. Э., Мансуров Ю. Н., Жумаев А. А., Улугов Г. Д. Повышение ресурса работы деталей центробежных дробилок «CEMKO KEV 96» за счет ускоренного охлаждения отливок // Сборник трудов ХV Международной конференции по проблемам горной промышленности, строительство и энергетики. 2019. Т. 1. С. 72–75.
7. Жумаев А. А., Мансуров Ю. Н., Маматкулов Дж. Дж., Абдуллаев К. С. Фазовые превращения в сплавах железа с углеродом, легированных редкоземельными и переходными металлами // Черные металлы. 2020. № 11. С. 22–29. DOI: 10.17580/chm.2020.11.03.
8. Жумаев А. А., Мансуров Ю. Н., Маматкулов Дж. Дж., Улугов Г. Д. Оптимизация состава и структуры износостойких белых чугунов, используемых в горнодобывающей промышленности // Черные металлы. 2020. № 12. С. 4–10. DOI: 10.17580/chm/2020.12.01.
9. Kopyciński D., Piasny S. Influence of tungsten and titanium on the structure of chromium cast iron // Archives of Foundry Engineering. 2012. No. 12, Iss. 1. Р. 57–60.
10. Pranav U., Agustina M., Mücklich F. A Comparative study on the influence of chromium on the phase fraction and elemental distribution in Ascast high chromium cast irons: simulation vs. experimentation // Metals. 2020. No. 12. P. 4–17.
11. Ponomareva A. V., Ruban A. V., Mukhamedov B. O., Abrikosov I. A. Effect of multicomponent alloying with Ni, Mn and Mo on phase stability of bcc Fe – Cr alloys // Acta Materialia. 2018. Vol. 150. P. 117–129.
12. Mukhamedov B. O., Ponomareva A. V., Abrikosov I. A. Spinodal decomposition in ternary Fe – Cr – Co-system // Journal Alloys Compounds. 2017. Vol. 695. P. 250–256.
13. Ali K., Ghosh P. S., Arya A. A DFT study of structural, elastic and lattice dynamical properties of Fe2Zr and FeZr₂ intermetallics // Journal Alloys Compounds. 2017. Vol. 723. P. 611–619.
14. Konar B., Kim J., Jung I. Critical systematic evaluation and thermo dynamic optimization of the Fe – RE system: RE = La, Ce, Pr, Nd and Sm // Journal Phase Equilibria and Diffusion. 2016. Vol. 37, Iss. 4. P. 438–458.
15. Kolokoltsev V. M., Petrochenko E. V., Molochkova O. S. Influence of boron modifi cation and cooling conditions during solidifi cation on structural and phase state of heat- and wear-resistant white cast iron // CIS Iron and Steel Review. 2018. Vol. 15. P. 11–15.
16. Karantzalis A. E., Lekatou A., Kapoglou A., Mavros H., Dracopoulos V. Phase transformations and microstructucal observations during subcriti-cal heat treatments of a high-chromium cast iron // Journal of Materials Engineering and Performance. 2012. Vol. 21, Iss. 6. P. 1030–1039.
17. Sain P. K., Sharma C. P., Bhargava A. K. Microstructure aspects of a newly developed, low cost, corrosion-resistant white cast iron // Journal Metallurgical and Materials Transactions A. 2013. Vol. 44. P. 1665–1671.
18. Yoganandh J., Natarjan S., Kumaresh Babu S. P. Erosive wear behavior of nickel-based high alloy white cast iron under mining conditions using orthogonal array // Journal of Materials Engineering and Performance. 2013. Vol. 22, Iss. 9. P. 2534–254.
19. Naraghi R., Selleby M., Agren J. Thermodynamics of stable and metastable structures in Fe – C system // Calphad. 2014. Vol. 46. P. 148–158.
20. Abrikosov I. A., Ponomareva A. V., Steneteg P., Barannikova S. A., Alling B. Recent progress in simulat ions of the paramagnetic state of magnetic materials // Current Opinion Solid State Materials Science. 2016. Vol. 20. P. 85–106.
21. Ahmad J. K. Melting of a new carbon — free waxed sponge iron in electric arc furnace (EAF) for steelmaking // International Journal of Materials Science and Applications. 2015. Vol. 4. No. 1–2. Р. 1–6.
22. Belikov S., Volchok I., Netrebko V. Manganese influence on chromium distribution in high-chromium cast iron // Archives of Metallurgy and Materials. 2013. Vol. 58, Iss. 3. Р. 895–897.
23. Shamelkhanova N. A., Uskenbayeva A. M., Volochko A. T., Korolyov S. P. The study of the role of fullerene black additive during the modification of ductile cast iron // Materials Science Forum. 2017. Vol. 891. P. 235–241.
24. Кудря А. В., Соколовская Э. А., Ахмедова Т. Ш., Пережогин В. Ю. Информативность морфологии структур твердых сплавов для прогноза качества наплавок // Цветные металлы. 2017. № 12. С. 78–83.
25. Жумаев А., Барановский К., Мансуров Ю. Анализ микроструктуры износостойких хромистых чугунов после термической обработки // Литье и Металлургия. 2021. № 1. С. 142–148.