Purpose. Due to the presence of many essential properties (low prime cost, high manufacturability and damping ability, heat conductivity, fluidity and others),the graphitized cast irons are widely applied for parts operating under the conditions of static and cyclic loads, wear at dry friction and aggressive media at elevated temperatures. At the same time because of significant content of the graphite phase in the structure, the cast irons possess relatively low mechanical properties. Thereby the attention is drawn to graphitized steels, the peculiarity of which consists in the presence of graphite inclusions in the structure, which appoints specific cast iron's properties to these materials. But unlike cast irons, the graphite content in them is in 2…3 times lower and it affects positively on mechanical and service properties indices. This work deals with the optimization of the composition of cast graphitized steel, which has high mechanical properties indices. Methodology. The experimental design technique was used in this work. Alloys prototypes were smelted and their mechanical properties were investigated on the basis of these techniques. Findings were exposed to regression processing, and the dependences of the alloys components influence on its properties were obtained. By means of graphical optimization the optimal composition of steel with high mechanical properties indices has been determined. Findings.Ithasbeenestablishedthat carbon and silicon have the most significant influence on the strength and cyclic endurance of graphitized steels. The chemical composition of the cast graphitized steel with high static and cyclic strength indices was suggested in this work. Originality. With the use of mathematical experimental design techniques the dependences describing the influence of carbon, silicon and copper on the static and cyclic strength indices were obtained. They allow optimizing compositions of graphitized steels. Practical value. Using the graphitized steels with optimized composition in mechanical engineering will allow expanding their application areas along with providing reliability and durability of the parts operating under the conditions of static and cyclic loads.

    Цель. Благодаря наличию многих ценных свойств (низкая себестоимость, высокие технологичность и демпфирующая способность, теплопроводность, жидкотекучесть и др.), графитизированные чугуны находят широкое применение для деталей, работающих в условиях статических и циклических нагрузок, в условиях износа − при сухом трении и в условиях агрессивных сред – при повышенных температурах. В то же время, по причине значительного содержания графитной фазы в структуре, чугуны обладают сравнительно низкими механическими свойствами. В этой связи обращают на себя внимание графитизированные стали, особенность которых заключается в наличии графитовых включений в структуре, придающих этим материалам специфические свойства чугуна. Но, в отличие от чугунов, содержание графита в них в 2−3 раза меньше, что положительно сказывается на показателях механических и служебных свойств. Данная работа посвящена оптимизации состава литой графитизированной стали, обладающей высокими показателями механических свойств. Методика. В работе использовали метод планирования эксперимента, на основании которого выплавляли опытные сплавы и исследовали их механические свойства. Полученные результаты подвергали регрессионной обработке, после чего получили зависимости влияния компонентов сплава на его свойства. Используя метод графической оптимизации, определяли оптимальный состав стали с высокими показателями механических свойств. Результаты. Установлено, что наиболее значительное влияние на прочность и циклическую выносливость графитизированных сталей оказывают углерод и кремний. В работе был предложен химический состав литой графитизированной стали с высокими показателями статической и циклической прочности. Научная новизна. С применением методов математического планирования эксперимента получены зависимости, описывающие влияние углерода, кремния и меди на показатели статической и циклической прочности и позволяющие оптимизировать составы графитизированных сталей. Практическая значимость. Использование графитизированных сталей оптимизированного состава в машиностроении позволит расширить их область применения с обеспечением повышения надежности и долговечности деталей, работающих в условиях как статических, так и циклических нагрузок.

    Мета. Завдяки наявності багатьох цінних властивостей (низька собівартість, високі технологічні властивості та демпфуюча здатність, теплопровідність, рідиноплинність та ін.), графітизовані чавуни знаходять широке застосування для деталей, що працюють в умовах статичних і циклічних навантажень, в умовах зношування − при сухому терті та в умовах агресивних середовищ – при підвищених температурах. Проте, з причини значного вмісту графітної фази в структурі, чавуни володіють порівняно низькими механічними властивостями. У зв’язку з цим звертають на себе увагу графітизовані сталі, особливістю яких є наявність графітових включень у структурі, що надає цим матеріалам специфічних властивостей чавунів. Але, на відміну від чавунів, вміст графіту в них у 2−3 рази менше, що позитивно впливає на показники механічних та службових властивостей. Ця робота присвячена оптимізації складу литої графітизованої сталі з високими показники механічних властивостей. Методика. У роботі використовували метод планування експерименту, на підставі якого виплавляли сплави й досліджували їх механічні властивості. Отримані результати піддавали регресійній обробці, після чого отримували залежності впливу компонентів сплаву на його властивості. Використовуючи метод графічної оптимізації, визначали склад сталі з високими показниками механічних властивостей. Результати. Встановлено, що найбільш значний вплив на статичну та циклічну міцність графітизованих сталей здійснюють вуглець та кремній. У роботі був запропонований хімічний склад литої графітизованої сталі з високими показниками статичної та циклічної міцності. Наукова новизна. Із застосуванням методів математичного планування експерименту отримані залежності, що описують вплив вуглецю, кремнію та міді на показники статичної й циклічної міцності та дозволяють оптимізувати склад графітизованих сталей. Практична значимість. Використання графітизованих сталей оптимізованого складу в машинобудуванні дозволить розширити їх область застосування із забезпеченням підвищення надійності та довговічності деталей, котрі працюють як в умовах статичних, так і циклічних навантажень.


    Zugriff

    Download


    Exportieren, teilen und zitieren



    Titel :

    INCREASING OF MECHANICAL PROPERTIES OF CAST GRAPHITIZED STEEL.
    ПОВЫШЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЛИТОЙ ГРАФИТИЗИРОВАННОЙ СТАЛИ.
    ПІДВИЩЕННЯ МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЛИТОЇ ГРАФІТИЗОВАНОЇ СТАЛІ


    Beteiligte:
    Akimov, I. V. (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2015-07-02


    Anmerkungen:

    Science and Transport Progress ; No. 3(57) (2015); 129-136



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Elektronische Ressource


    Sprache :

    Russisch