ПАО КАМАЗ (Набережные Челны, Россия)

Д. А. Гуртовой, консультант заместителя генерального директора по автокомпонентам, канд. техн. наук

Ярославский государственный технический университет (Ярославль, Россия)

А. Г. Панов, профессор кафедры «Технология материалов, стандартизация и метрология», докт. техн. наук, доцент, panov.ag@mail.ru

Настоящая статья посвящена фундаментальной и практически значимой проблеме исследования процессов структурообразования чугунных расплавов с акцентом на построение политерм кинематической вязкости расплавов чугуна с вермикулярным графитом (ЧВГ). Кинематическая вязкость, являющаяся структурно-чувствительной характеристикой, выступает тонким индикатором структурного состояния металлического расплава. Сложность предмета исследования заключается в высокой неоднородности металлической матрицы и дискретных разнообразных по морфологии включений графита, кинетика превращения которых в условиях теплового воздействия напрямую влияет на реологическое поведение системы. В статье проведен анализ имеющейся в научной литературе информации, касающейся изучения политерм кинематической вязкости различных типов чугуна, в частности, нелегированных чугунов с шаровидным, вермикулярным и пластинчатым графитом. Его результаты позволили выявить пробелы в имеющихся на сегодняшний день знаниях в отношении ЧВГ и определить наиболее перспективные направления для дальнейших исследований. Авторами представлены собственные результаты измерений вязкости расплавов ЧВГ при высокотемпературном нагреве и последующем охлаждении. Особое внимание было уделено влиянию методики проведения эксперимента и обработки результатов измерений вязкости на характер и численные значения гистерезиса политерм нагрева и охлаждения. В результате выявлено, что именно применение тех или иных экспериментальных протоколов и подходов к обработке результатов может существенно влиять на интерпретацию характера и точных численных значений явления гистерезиса, наблюдаемого при построении политерм вязкости. Это подчеркивает необходимость стандартизации методик и критического подхода к анализу имеющихся в научной литературе данных.

1. Леушин И. О., Панов А. Г. Современные тренды производства чугунного литья // Черные металлы. 2021. № 7. С. 32–40.
2. Sirtulia L. J., Bello Bermejo J. M., Windmarka Ch., Norgren S., Stahl J.-E., Boing D. Machining of Compacted Graphite Iron: A Review // Journal of Materials Processing Technology. 2024. Vol. 332. 118553. DOI: 10.1016/j.jmatprotec.2024.118553
3. Thilak G., Palanisamy Ch., Saravanan V. S. Comparative study of flake graphite iron and compacted graphite iron in austempered condition for directional control valves // Strain. 2024. Vol. 60, Iss. 2.
4. SinterCast. Годовой отчет о результатах компании SinterCast за 2024 год. [Электронный ресурс]. 2024. – URL: https://www.sintercast.com/media/1a1gnfo2/sintercast-annual-report-2024.pdf (дата обращения: 11.01.2026).
5. Доусон С., Панов А. Г., Гуртовой Д. А., Аникин С. А. Технология стабильного получения вермикулярного графита в отливках массового производства // Литейное производство. – 2018. № 4. С. 7–12.
6. Чугун : справочное издание / под ред. А. Д. Шермана, А. А. Жукова. – М.: Металлургия, 1991. – 576 с.
7. Никитин В. И., Никитин К. В. Наследственность в литых сплавах. – М.: Машиностроение-1, 2005. – 475 с.
8. Панов А. Г. Роль и место модифицирования расплавов чугунов с точки зрения наследственности сплавов // Металлургия машиностроения. 2006. № 5. С. 23–27.
9. Марукович Е. И., Стеценко В. Ю. Структура металлического расплава // Литье и металлургия. 2020. № 1. С. 18–20. DOI: 10.21122/1683-6065-2020-1-18-20
10. Уббелоде А. Р. Расплавленное состояние вещества: перевод с английского. – М.: Металлургия, 1982. – 376 с.
11. Кузнецов Б. Л. Введение в литейное металловедение чугуна. – М.: Машиностроение, 1995. – 168 с.
12. Попель П. С., Сидоров В. Е., Сон Л. Д. Структура жидких металлов и сплавов и возможности ее регулирования для повышения качества отливок // Литейщик России. 2002. № 2. С. 14–16.
13. Савина Л. Г. Влияние высокотемпературной обработки расплавов на структуру и свойства высокоуглеродистых сплавов железа // Свойства металлических расплавов: сборник научных трудов. Часть 2. 2008. С. 279–282.

14. Барышев Е. Е. Исследование и разработка технологических процессов повышения качества металлургической продукции на основе анализа взаимосвязи жидкого и твердого металлических состояний // Свойства металлических расплавов: сборник научных трудов. Часть 2. 2008. С. 25–77.
15. Баум Б. А., Клименков Е. А., Тягунов Г. В., Базин Ю. А. О взаимовлиянии жидкого и твердого состояний сплавов // Свойства металлических расплавов: сборник научных трудов: в 2 частях. Часть 1. 2008. С. 34–44.
16. Баум Б. А. О взаимосвязи жидкого и твердого металлических состояний // Свойства металлических расплавов: сборник научных трудов. Часть 1. 2008. С. 45–74.
17. Чикова О. А. О структурных переходах в жидких металлах и сплавах // Расплавы. 2009. № 1. С. 18–30.
18. Панов А. Г., Конашков В. В., Цепелев В. С., Гуртовой Д. А., Корниенко Э. А. Исследование структурообразования расплавов чугунов. Литейщик России, 2010. № 3. С. 32–38.
19. Shanchao G., Kexin J., Jianliang Zh., Xiaoyue F., Zhengjian L., Anyang Zh. Review on the Viscosity of Iron-based Melts in Metallurgical Process // ISIJ International. 2022. Vol. 62, No. 11. P. 2172–2182. DOI: 10.2355/isijinternational.ISIJINT-2022-217
20. Синицин Н. И., Чикова О. А., Потапов М. Г., Цепелев В. С., Вьюхин В. В. Исследование кинематической вязкости и удельного электросопротивления износостойких чугунов ИЧХ28Н2 и ИЧ300Х25Ф4 в жидком состоянии // Расплавы. 2024. № 6. С. 633–642. DOI: 10.31857/S0235010624060051
21. Гудов А. Г., Бурмасов С. П., Смирнов Л. А. Исследование формирования железоуглеродистых расплавов и технологические аспекты науглероживания // Известия вузов. Черная металлургия. 2025. Т. 68, № 5. С. 506–516. DOI: 10.17073/0368-0797-2025-5-506-516
22. Панов А. Г., Конашков В. В., Цепелев В. С., Гуртовой Д. А., Корниенко Э. А. Исследование структурообразования расплавов чугунов. Влияние наследственности на свойства отливок из ЧВГ // Литейщик России. 2010. № 4. С. 17–20.
23. Потапов А. М., Кумков С. И., Сато Ю. Обработка экспериментальных данных по вязкости, содержащих случайные выбросы одного знака // Расплавы. 2010. № 3. С. 48–63.
24. Швидковский Е. Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов. – М.: Гостехиздат, 1995. – 206 с.
25. Баум Б. А., Игошин И. Н., Шульгин Д. Б. и др. О колебательном характере процесса релаксации неравновесных металлических расплавов // Расплавы. 1988. Т. 2, вып. 5. С. 102–105.
26. Баум Б. А., Шульгин Д. Б., Булер Т. П. Осциллирующий характер процесса релаксации металлической жидкости // Металлофизика. 1989. Т. 11, № 5. С. 90–93.
27. Седельников В. В. Структурообразование кристаллизующихся систем при модифицировании их ультрадисперсными порошками. Часть 1 // Литейное производство. 2005. № 1. С. 2–5.