Повышение эксплуатационной стойкости литых изложниц из чугуна и стали методами жидкофазной обработки (на примере производства слитков из сплава ЭП648) тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Гарченко Александр Александрович

• Гарченко Александр Александрович
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Гарченко Александр Александрович

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА

1.1 Изложницы для разливки сталей и сплавов: общая характеристика и проблемы эксплуатации

1.2 Специфика выплавки и разливки жаропрочных сплавов на никелевой основе

1.3 Выбор материала литых изложниц

1.4 Технология изготовления литых изложниц

1.5 Основные факторы влияния и пути повышения эксплуатационной

стойкости изложниц

Выводы по главе

13

14

25

ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ ИЗЛОЖНИЦЫ ТИПА

65

К13С ДЛЯ РАЗЛИВКИ СПЛАВА ЭП648

2.1 Рабочий цикл изложницы

2.1.1 Общая характеристика

2.1.2 Термометрия рабочего цикла

2.2 Физико-математическая постановка задачи исследования

82

термомеханического состояния изложницы

2.3 Компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния изложницы при малоцикловом термомеханическом усталостном нагружении

2.4 Изменения структуры, свойств и разрушение материала изложницы в процессе эксплуатации

2.4.1 Возможные причины и механизмы изменений структуры, свойств и

100

разрушения материала изложницы в ходе эксплуатации

2.4.2 Мониторинг изменений структуры и свойств материала изложницы

108

на имитационной физической модели

Выводы по главе

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ЖИДКОФАЗНОЙ ОБРАБОТКИ НА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ 112 СВОЙСТВА ИЗЛОЖНИЦ

3.1 Влияние жидкофазной обработки материала изложницы на ее

112

эксплуатационную стойкость (рабочая гипотеза)

3.2 Материалы, оборудование, приборы, методики и программа экспериментов

3.3 Чугунная изложница

3.3.1 Компьютерное моделирование заполнения формы и затвердевания

литой изложницы К13С

3.3.2 Оценка химического состава, механических свойств

и микроструктуры металла перед вводом изложниц в эксплуатацию

3.3.3 Термометрия рабочего цикла изложниц

3.3.4 Эксплуатационная стойкость изложниц

3.3.5 Механические свойства, микроструктура материала изложниц и химический состав поверхностного рабочего слоя после вывода из эксплуатации

3.3.6 Оценка коэффициента линейного термического расширения

материала изложниц после вывода из эксплуатации

3.4 Стальная изложница

3.4.1 Компьютерное моделирование заполнения формы и затвердевания

литой изложницы К13С

3.4.2 Оценка химического состава, механических свойств

и микроструктуры металла перед вводом изложниц в эксплуатацию

3.4.3 Термометрия рабочего цикла изложниц

3.4.4 Эксплуатационная стойкость изложниц

3.4.5 Механические свойства, микроструктура материала изложниц и химический состав поверхностного рабочего слоя после вывода из эксплуатации

3.4.6 Оценка коэффициента линейного термического расширения

материала изложниц после вывода из эксплуатации

3.5 Оценка скорости изменения свойств материала изложницы

Выводы по главе

ГЛАВА 4 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЫХ ИЗЛОЖНИЦ И ОЦЕНКА ЭФФЕКТОВ ОТ ВНЕДРЕНИЯ В УСЛОВИЯХ ДЕЙСТВУЮЩЕГО ПРОИЗВОДСТВА

4.1 Действующая технология производства литых изложниц

4.2 Предлагаемые технические решения и изменения технологии изготовления

164

изложниц

4.3 Оценка ожидаемых эффектов от внедрения разработки

4.3.1 Экономический эффект

4.3.2 Экологический эффект

Выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ А Краткое описание технологии плавки сплава ЭП648ВИ

202

в условиях АО «РУСПОЛИМЕТ»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Результаты имитационного физического моделирования

ПРИЛОЖЕНИЕ В Акт опытно-промышленного опробования результатов

236

работы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эксплуатационной стойкости литых изложниц из чугуна и стали методами жидкофазной обработки (на примере производства слитков из сплава ЭП648)»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и степень разработанности темы исследования

Как известно, изложницы представляют собой литые чугунные или стальные формы, в которых из жидкого металла получают слитки требуемой массы и геометрических размеров. В настоящее время, несмотря на активное распространение процессов непрерывной разливки стали и сплавов, изложницы используются достаточно широко, сохраняя свое значение особенно в сегменте металлургических производств предприятий, занимающихся выпуском изделий ответственного назначения из специальных сталей и сплавов, где номенклатура достаточно широка, а объемы относительно малы и, как следствие, применение непрерывной разливки не всегда является экономически целесообразным.

Процесс эксплуатации изложниц представляет собой ряд повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых включает последовательно выполняемые операции:

- наполнение изложницы металлическим расплавом (налив);

- выдержка слитка;

-стрипперирование (извлечение слитка из изложницы, или «раздевание слитка»);

- охлаждение изложницы без слитка;

- подготовка изложницы к следующему наливу.

По сути изложницы работают в условиях малоцикловоого теплового воздействия (термического удара), приводящего к градиенту температур и возникновению вследствие этого термических напряжений, окислению, обезуглероживанию и эрозии рабочих поверхностей, появлению на них сетки разгара, продольных и поперечных трещин, коробления, что приводит к потере прочности, и, как результат, разрушению.

В этой связи обеспечение эксплуатационной стойкости изложниц уже довольно длительное время находится в центре внимания многих производственников. Ее разрешение позволит не только повысить срок работы изложниц, но и сократить требуемое количество для выполнения производственной программы, снизить затраты на приобретение, а также увеличить объемы выпускаемой продукции и прибыль предприятия.

т-ч и и и с»

Вопросами обеспечения эксплуатационной стойкости литейно-металлургической оснастки, в том числе и изложниц, в разное время успешно занимались многие ученые, представлявшие как отечественную, так и зарубежные школы литейщиков, среди

которых выделяются Абрамов А.А., Александров Н.Н., Андреев В.В., Блинов Н.И., Гиршович Н.Г., Горшков А.А., Грубы И., Гулевский В.А., Ефимов В.А., Зальцман Э.С., Ковалевич Е.В., Колесников М.С., Коровин В.А., Кукса А.В., Курганов В.А., Леушин И.О., Леках С.Н., Миляев А.Ф., Николайчик Н.П., Петриченко А.М., Пржибыл Й., Радя В.С., Ромашкин В.Н., Рыжиков А.А., Сафаров Р.Ш., Скороходов Н.Е., Стахурский В., Тен Э.Б., Филиппов А.С., Черкасов Л.М. и др.

Тем не менее проблему обеспечения эксплуатационной стойкости литых изложниц из чугуна и стали нельзя считать в полной мере снятой с повестки дня и, как следствие, актуальность разработок, направленных на ее разрешение, по-прежнему сохраняется. При этом в последнее время многими исследователями отмечается как перспективный тренд, связанный с попытками решить данную проблему посредством жидкофазной обработки материала изложниц. В данной работе применительно к изложницам для разливки жаропрочного сплава на никелевой основе в центре внимания автора находятся варианты разрешения заявленной проблемы, связанные с жидкофазной обработкой чугуна и стали.

Цель исследования - повышение эксплуатационной стойкости литых изложниц из чугуна и стали для разливки жаропрочного сплава на никелевой основе.

В связи с организационно-техническими сложностями и затратностью проведения работы в условиях действующего производства выбор материала изложниц для исследований определялся имеющимися возможностями базовых предприятий.

Для достижения поставленной цели в работе решались следующие задачи:

- выполнить информационно-аналитический обзор состояния вопроса;

- провести исследования действующего режима эксплуатации изложницы типа К13С для разливки сплава ЭП648, включая: детальный анализ рабочего цикла изложницы и его термометрию, физико-математическую постановку задачи исследования термомеханического состояния изложницы, компьютерное моделирование напряженно-деформированного состояния изложницы при малоцикловом термоусталостном нагружении, теоретическую оценку возможных причин и механизмов изменений структуры и свойств материала изложницы в ходе эксплуатации и мониторинг изменений структуры и свойств материала изложницы на имитационной физической модели;

- сформулировать рабочую гипотезу о влиянии жидкофазной обработки материала

изложницы на ее эксплуатационную стойкость, выбор материалов, оборудования, приборов и методик для ее экспериментальной проверки и разработка программы экспериментов;

- провести экспериментальную проверку рабочей гипотезы на чугунных изложницах (базовая марка чугуна СЧ15), включая: компьютерное моделирование заполнения формы и затвердевания литой изложницы, оценку химического состава, механических свойств и микроструктуры металла перед вводом изложниц в эксплуатацию, термометрию рабочего цикла, мониторинг эксплуатационной стойкости изложниц, оценку механических свойств, микроструктуры, коэффициента линейного термического расширения (КЛТР) материала изложниц и химического состава поверхностного рабочего слоя после вывода из эксплуатации;

- провести экспериментальную проверку рабочей гипотезы на стальных изложницах (базовая марка - сталь 20), включая: компьютерное моделирование заполнения формы и затвердевания литой изложницы, оценку химического состава, механических свойств и микроструктуры металла перед вводом изложниц в эксплуатацию, термометрию рабочего цикла, мониторинг эксплуатационной стойкости изложниц, оценку механических свойств, микроструктуры, КЛТР материала изложниц и химического состава поверхностного рабочего слоя после вывода из эксплуатации;

- выполнить критический анализ существующей технологии изготовления литых изложниц и разработка технических решений для ее совершенствования в условиях действующего производства;

- оценить ожидаемые технический, экономический и экологический эффекты от внедрения разработок в промышленное производство.

Объект исследования - производство литых чугунных и стальных изложниц типа К13С для разливки жаропрочного сплава ЭП648 на никелевой основе.

Предмет исследования - технологии плавки и жидкофазной обработки чугуна и стали (экономное легирование, микролегирование, модифицирование и рафинирование) для производства литых изложниц типа К13С, используемых для разливки жаропрочного сплава ЭП648 на никелевой основе.

Научная новизна работы:

1. По результатам термометрии рабочего цикла изложницы типа К13С, применяемой для производства слитков из сплава ЭП648 на никелевой основе, установлено его

соответствие типовому термическому циклу Э.С. Зальцмана. Впервые представлена эмпирическая формула для оценки способности материала изложницы противостоять воздействию напряжений, учитывающая влияние на нее температурного градиента по времени рабочего цикла.

2. Предложена физико-математическая постановка задачи исследования термомеханического состояния изложницы, включающая в себя тепловую и деформационную части, в которой в качестве опорного для тепловой части постановки выбрано уравнение нестационарной теплопроводности Фурье, дополняемое условиями однозначности, а в основу деформационной части постановки положено уравнение Мэнсона-Коффина для малоцикловой усталости материала.

3. Доказана возможность фиксировать распределение напряжений по сечению изложницы, визуализировать наличие зон, потенциально опасных по зарождению и развитию трещин, и оценивать вероятность разрушения по результатам компьютерного моделирования напряженно-деформированного состояния изложницы при малоцикловом термоусталостном нагружении с применением программного комплекса ЬУМ.

4. Зафиксирован механизм термоусталостного разрушения изложницы, соответствующий основным известным положениям деформационной (малоцикловая) теории усталости. Установлено, что деградация структуры и свойств изложницы из железо-углеродистых сплавов (сталь, чугун) при циклическом термоусталостном нагружении в процессе эксплуатации тормозится методами комплексной жидкофазной обработки (экономное легирование, микролегирование, модифицирование, гомогенизация, рафинирование) с получением эффекта повышения эксплуатационной стойкости в среднем для чугунных изложниц на 60% и стальных изложниц - на 110% соответственно.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Экспериментально подтвержден колебательный характер теплопереноса через стенку изложницы в течение рабочего цикла. Предложено модуль температурных градиентов рассматривать как величину, характеризующую амплитуду колебательного процесса теплопереноса, что соответствует трактовке процесса износа изложницы в рамках деформационной теории усталости. Показано, что рост модуля градиента температуры по времени рабочего цикла изложницы Ft уменьшает величину критерия М

- способности материала чугунной и/или стальной изложницы противостоять воздействию напряжений.

2. Сформулирована и экспериментально подтверждена гипотеза о положительном влиянии жидкофазной обработки материала изложницы на комплекс его свойств и, в конечном итоге, на ее эксплуатационную стойкость:

жидкофазная обработка (экономное легирование, микролегирование, модифицирование, гомогенизация, рафинирование) расплавов чугуна СЧ15 и стали 20 с использованием небольших количеств алюминия и/или ванадия и/или никеля и/или молибдена, а также кальция и/или бария и/или стронция обеспечит получение требуемого комплекса свойств материала изложницы, тормозящего деградацию его структуры и свойств при малоцикловых термомеханических нагрузках и гарантирующего высокий уровень ее эксплуатационной стойкости.

Получен ряд экспериментальных данных по деградации структуры и свойств материала литых чугунных и стальных изложниц в ходе эксплуатации и влиянию различных видов жидкофазной обработки чугуна и стали на скорость деградационных процессов.

3. Разработаны технические решения, касающиеся составов чугуна и стали для литых изложниц, защищенные двумя патентами РФ на изобретения, базирующиеся на жидкофазной обработке и обеспечивающие торможение деградационных процессов материала литых изложниц и, как следствие, повышение их эксплуатационной стойкости.

4. Разработан и освоен в условиях действующего производства на площадке ООО «Выксунский литейный завод» (г. Выкса, Нижегородская обл.) технологический процесс изготовления литых изложниц типа К13С из стали 20, прошедшей комплексную жидкофазную обработку, включающую в себя модифицирование металла в печи перед выпуском модификатором L-CAST5.2, а также обработку модификатором БАРС25 при наполнении 1/3 ковша и микролегирование ванадием, никелем и молибденом.

5. Проведена оценка ожидаемых эффектов от внедрения выбранного варианта разработки.

Технический эффект проявляется в повышении эксплуатационной стойкости изложниц в среднем для чугунных изложниц на 60% и стальных изложниц - на 110% соответственно в сравнении с применяемыми в настоящее время.

Расчет экономического эффекта от внедрения разработки базируется на том, что за счет повышения эксплуатационной стойкости, обеспечиваемого разработкой, снизится годовая потребность в изложницах для выполнения производственной программы. Расчетная величина экономического эффекта составила более 6,5 млн. руб.

Экологический эффект от внедрения разработки оценивали по сокращению величины выбросов в атмосферу загрязняющих веществ при выплавке стали в открытой электродуговой печи марки ДСП6-Н1. Выбросы сократились в 1,6 раза. При этом превышения ПДК по основным загрязняющим веществам в воздухе рабочей зоны плавки, разливки металла и заливки литейных форм не выявлено.

Методология и методы исследования. В работе использовались такие теоретические и экспериментальные методы научного исследования, как моделирование, аналогирование, сравнение и системный анализ. Эксперименты выполнялись в лабораториях Исследовательского центра АО «РУСПОЛИМЕТ», НГТУ им. Р.Е. Алексеева и в условиях действующего производства АО «РУСПОЛИМЕТ», ООО «Булат» и ООО «Выксунский литейный завод» с использованием ^временного оборудования и методов определения свойств и характеристик материалов, согласно технического регламента (ГОСТ, ОСТ, ТУ). Математическая обработка результатов экспериментов и технические расчеты проводилась с применением общего программного обеспечения (MS Excel).

Положения, выносимые на защиту:

1. Рабочая гипотеза о положительном влиянии жидкофазной обработки материала изложницы на комплекс его свойств и, в конечном итоге, на ее эксплуатационную стойкость.

2. Экспериментальные данные по деградации структуры и свойств материала литых чугунных и стальных изложниц в ходе эксплуатации и влиянию различных видов жидкофазной обработки чугуна и стали на скорость деградационных процессов.

3. Технические и технологические решения, обеспечивающие торможение деградационных процессов материала изложниц, базирующиеся на жидкофазной обработке чугуна и стали.

4. Результаты опытно-промышленного опробования разработки в условиях действующего производства.

Личный вклад автора. В диссертационную работу вошли результаты теоретических

и экспериментальных исследований, выполненных автором лично, либо в соавторстве, согласно публикациям, ссылки на которые приведены в тексте диссертации.

Лично автором и при его непосредственном участии выполнены: информационно -аналитический обзор по теме работы; выбор цели, постановка задач исследования; теоретические выкладки; компьютерное моделирование процессов; экспериментальная часть исследований; опытно-промышленное опробование результатов исследований на промышленных предприятиях и оценка ожидаемых эффектов от внедрения разработки в действующее производство.

Автор выражает благодарность за помощь в подготовке работы сотрудникам кафедры «Металлургические технологии и оборудование» НГТУ им. Р.Е. Алексеева.

Степень достоверности и апробация результатов. Высокая степень достоверности результатов обеспечивалась корректным использованием оборудования и приборов, теоретических положений, методов и методик исследований, соответствующих действующим стандартам.

Работа выполнялась в период с 2019 по 2025 гг. включительно. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на Международной научно -технической конференции «Наука и технологии модифицирования чугуна» (Набережные Челны, 2022); Международной научно-технической конференции «Инновационные технологии, оборудование и материалы заготовительных производств в машиностроении» (Москва, 2022); Международной научно-практической конференции «Материаловедение, формообразующие технологии и оборудование -2022» (ICMSSTE 2022) (Ялта, 2022); Международной научно-технической конференции «Машиностроение и техносфера XXI века» (Севастополь, 2022); Международной научно-практической конференции «Литейное производство сегодня и завтра» (Санкт-Петербург, 2023); научно-практическом семинаре «Инновационные инженерные решения в металлургии и заготовительных производствах машиностроения» (Нижний Новгород, 2023, 2025); XVШ-м Съезде литейщиков и Форуме литейщиков Стран БРИКС (Екатеринбург, 2024); научных семинарах кафедры «Металлургические технологии и оборудование» Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева (г. Нижний Новгород, 2019-2025).

Соответствие паспорту научной специальности. Диссертация соответствует пунктам 1, 2, 4, 5, 7 и 17 Паспорта научной специальности 2.6.3 - Литейное

производство.

Публикации. По теме работы выпущено 16 публикаций: из них 9 в изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ; по результатам работы получены 2 патента на изобретения.

Объем и структура диссертационной работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, изложенных на 236 страницах машинописного текста, включая 64 рисунка, 25 таблиц, приложения. Список литературы включает 231 источник. В приложении приведен, в том числе акт опытно-промышленного опробования разработки в условиях действующего производства.

ГЛАВА 1. ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР СОСТОЯНИЯ

ВОПРОСА

Некоторые термины диссертационной работы

Долговечность - свойство технического объекта или изделия, заключающееся в способности сохранять и восстанавливать работоспособность в течение времени от начала эксплуатации до наступления предельного состояния, когда дальнейшая эксплуатация объекта невозможна или нецелесообразна [1].

Жаростойкость - способность конструкционных материалов (металлических, керамических, полимерных и др.) длительно противостоять воздействию внешней среды и высоких температур, сохраняя в требуемых пределах физико-механических свойства. Жаростойкость металлов (сплавов) определяется в окислительной атмосфере свойствами образующегося на поверхности металла слоя оксидов (окалины), затрудняющего диффузию газа вглубь металла (и тем самым препятствующего развитию газовой коррозии) [1].

Жаропрочность - способность конструкционных материалов (главным образом металлических, а также керамических, композиционных и др.) длительное время выдерживать при высоких температурах механические нагрузки, не деформируясь и не разрушаясь. Жаропрочность характеризуют длительной прочностью, сопротивлением ползучести, способностью противостоять механической и термической (в условиях переменных температур) усталости, временем до разрушения при заданных и постоянных напряжении и температуре. Важной характеристикой жаропрочности является также длительная пластичность [1].

Работоспособность - это состояние, при котором изделие полностью выполняет свои функции, и его основные параметры находятся в пределах, установленных требованиями нормативно-технической документации [2].

Легирование - введение добавок (легирующих элементов) в металлы и сплавы для придания им определённых физических, химических или механических свойств [1].

Микролегирование - это введение в металл или в сплав небольшого количества легирующих добавок, общая масса которых не должна превышать 0,1 % массы исходного металла или сплава [1].

Модифицирование - это воздействие, при котором изменяются структура и свойства материала при введении в его состав определённых добавок [1].

Разгароустойчивость - это способность материала работать без образования трещин в условиях нагрева и быстрого охлаждения [3].

Стойкость к термоциклическим нагрузкам - это способность материала выдерживать воздействие высоких температур и знакопеременных нагрузок, которые приводят к изменению кристаллической структуры, высокотемпературному растрескиванию и расплавлению [4].

Сопротивляемость термоудару - устойчивость материалов или конструкций к быстрым изменениям температуры при высоких температурах. Когда материал или структура подвергаются воздействию высокотемпературной среды, их объем и форма изменяются, а при резком охлаждении или нагревании возникают температурные градиенты и термические напряжения, которые могут привести к образованию трещин, деформации и разрушению [5].

Термостойкость (термическая стойкость) - свойство материалов противостоять, не разрушаясь, напряжениям, вызванным изменением температуры [1].

Трещиностойкость - способность материала (конструкции) сопротивляться развитию трещин при однократном, циклическом и замедленном разрушении [1]. Применительно к стали трещиноустойчивость [6].

Эксплуатационный ресурс - суммарная наработка объекта от начала его эксплуатации или её возобновления после ремонта до момента достижения предельного состояния [7].

Эксплуатационная стойкость - это срок службы, долговечность и надёжность работы изделий в процессе их эксплуатации, определяемые группой или комплексом свойств [7].

1.1 Изложницы для разливки сталей и сплавов: общая характеристика и проблемы эксплуатации

Согласно Энциклопедическому словарю по металлургии [8], изложница (^о1тоШ) -это металлическая форма для отливки металла в виде слитка.

Авторы работы [9] изложницами называют литые чугунные или стальные формы, в которых из жидкого металла получаются слитки требуемой массы и геометрических размеров, необходимых для последующей обработки давлением.

Процесс эксплуатации изложниц представляет собой ряд повторяющихся рабочих

циклов, каждый из которых включает последовательно выполняемые операции:

- наполнение изложницы металлическим расплавом (налив);

- выдержка слитка;

- стрипперирование (извлечение слитка из изложницы, или «раздевание слитка»);

- охлаждение изложницы без слитка;

- подготовка изложницы к следующему наливу.

Согласно [10], по назначению изложницы разделяют на металлургические и кузнечные.

Металлургические изложницы служат для получения слитков предназначенных для прокатки и расходуемых электродов.

Кузнечные изложницы используются для получения слитков, подвергающихся в дальнейшем ковке и прессованию.

По конструкции изложницы группируют на бутылочные, глуходонные и сквозные; с упрочняющими поясами, бандажами и без таковых; по способу заливки металла - на заполняемые сверху и снизу (сифонная разливка). Для разливки чугуна на разливочных машинах применяют изложницы горизонтального типа - мульды, а для разливки ферросплавов и некоторых цветных металлов в виде невысоких трапецеидальных ванн, иногда с вертикальными перегородками.

Наиболее распространены чугунные изложницы вертикального типа для разливки стали. Изложницы для слитков, предназначенные для крупных поковок, вмещают более 100 т стали. Изложницы для стали, направленной на прокатку, рассчитаны на слитки массой 0,1-20 т (для слябов). Для уменьшения усадки раковины в слитках вертикальные изложницы изготовляют с утепленной надставкой. Для разливки ряда цветных металлов и сплавов часто применяют металлические водоохлаждаемые изложницы.

Основными технико-экономическими параметрами изложниц являются удельный расход; стойкость (эксплуатационная стойкость или долговечность) и оборачиваемость.

Удельный расход - это отношение затрат металла изложницы в кг на тонну слитка.

Стойкость определяется числом наливов до выхода изложницы из строя.

Оборачиваемость изложницы - количество наливов в сутки.

Требования к литым изложницам подробно изложены и обоснованы в работах профессора В.А. Ефимова [11-12], а также сформулированы в ГОСТ 26358-85, ГОСТ 977-85, ГОСТ 26645-85 и ТУ, действующих на конкретных предприятиях.

Анализ условий эксплуатации сталеразливочной изложницы уже довольно длительное время находится в центре внимания многих ученых [13-24].

В процессе эксплуатации изложницы работают в условиях малоцикловоого теплового воздействия (термического удара), приводящего к градиенту температур и возникновению вследствие этого термических напряжений, окислению, обезуглероживанию и эрозии рабочих поверхностей, появлению на них сетки разгара, продольных и поперечных трещин, коробления, что приводит к потере прочности, и, как результат, разрушению.

Как утверждает профессор А.В. Кукса [25] и другие исследователи этого вопроса [26], главной характерной особенностью эксплуатации изложницы являются «стремительные циклически повторяющиеся односторонние нагревы от заливаемой во внутреннюю полость жидкой стали и последующие охлаждения, включая период после извлечения затвердевшего слитка». Именно это предопределяет разрушение изложницы и выход ее из строя. Дополнительные сложности, связанные с необходимостью согласования тепловых потоков, появляются при использовании для охлаждения изложниц проточной воды или нагнетаемого воздуха.

В условиях возникающего в материале изложницы переменного и неравномерного температурного поля в рамках ее рабочего цикла исследователями выделяется несколько периодов.

Так, Й. Пржибыл условно делит рабочий цикл изложницы на два периода [ 13]. Первый период - от начала разливки стали в изложницу до извлечения слитка, а второй - от извлечения слитка до очередной разливки. При этом температурный удар создается в начале первого периода при соприкосновении жидкой стали с внутренней поверхностью стенки изложницы. Затем температура рабочей поверхности начинает снижаться вследствие образования газового зазора между твердой коркой поверхности слитка и стенкой изложницы.

Профессор А.М. Петриченко аналитически доказал три характерных изменения (три типа) температурных полей кокилей [27]. Первый тип характерен для тонкостенных кокилей, когда толщина стенки кокиля Х2 значительно меньше толщины стенки отливки (слитка) X!, то есть Х2/Х^ 0,5. Он характеризуется одновременным подъемом температуры в слоях наружной поверхности, середины стенки и рабочей поверхности кокиля. Второй тип характерен для кокилей со средней толщиной стенки, то есть Х2/Х1

~ 1,5. При нагреве таких кокилей температура в слоях наружной поверхности и середины стенки повышается, а на рабочей поверхности почти не меняется. Третий тип - это толстостенные кокили с толщиной стенки, значительно превышающей половину толщины стенки отливки, то есть Х2/Х1> 4,5. В этом случае после прогрева кокиля отмечается понижение температуры рабочей поверхности стенки, в то время как в средних слоях и слоях, прилегающих к наружной поверхности стенки она повышается. Поскольку в практике российских металлургических предприятий используют сортовые, листовые, многогранные и круглые изложницы, для которых Х2/Х1 = 0,3^1,0, можно утверждать, что все они соответствуют первому типу по классификации А.М. Петриченко.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Гарченко Александр Александрович, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Большая Российская Энциклопедия: информационный портал[Электронный ресурс]. URL: https://old.bigenc.ra/?ysdid=m1vuotpiml66627693^aTa обращения: 13.09.2024).

2. Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации: информационный портал [Электронный ресурс]. URL: http://www.find-info.ru/doc/dictionary/normative-technical-

documentation/index.htm?ysclid=m1vv589xmq451388859 (дата обращения: 12.09.2024).

3. Разгароустойчивость [Электронный ресурс] / Сайт группы компаний МеталлЭнергоХолдинг.-URL: https://kazan.metatorg.ru/ (дата обращения: 13.09.2024).

4. СИНТЕК: информационный портал [Электронный ресурс]. URL: https://zavod-gs.ru/ (дата обращения: 12.09.2024).

5. Политехнический терминологический толковый словарь: информационный портал [Электронный ресурс]. URL: http://www.find-mfo.ru/doc/dictionary/polytechnic-terminology/index.htm?ysclid=m1vxr5umfw635029940 (дата обращения: 12.09.2024).

6. Энциклопедия по машиностроению XXL: Оборудование, материаловедение, механика и ...: информационный портал [Электронный ресурс]. URL: https://mash-xxl.info/?ysclid=m1vxtm0z3w343152391(дата обращения: 13.09.2024).

7. Справочник технического переводчика: информационный портал [Электронный ресурса-URL: http://www.find-info.ru/doc/dictionary/technical-translator/index.htm (дата обращения: 12.09.2024).

8. Энциклопедический словарь по металлургии: В 2 т. Т.1 / под ред. Н.П. Лякишева. - Москва: Интермет Инжиниринг, 2000. 411с.

9. Заверюха Н.В., Волков Л.А., Чечеткин А.В. Разливщик стали. М.: Металлургия, 1974. 208 с.

10. Зальцман Э.С. Изложницы для легированных сталей. Электросталь: ЭПИ МИСиС, 2004. 208 с.

11. Ефимов В.А. Разливка и кристаллизация стали. М.: Металлургия 1976. 552с.

12. Ефимов В.А. Стальной слиток: разливка стали и формирование слитка. М.: Металлургиздат, 1961. 356с.

13. Пржибыл Й. Некоторые вопросы литейной теории. Машгиз, 1961. 138с.

14. Соколовская Л.А., Ефимов В.А., Осипов В.П. Алгоритм, программа и расчет на

ЭВМ температурных полей кузнечного слитка // Новое в литейном производстве: сб. науч. тр. - Киев: Институт проблем литья АН УССР, 1981. С. 65-70.

15. Рубцов Н.Н. Специальные виды литья. М.: Машгиз, 1955. 331с.

16. Петриченко А.М., Померанец А.А., Парфенова В.В. Термостойкость литейных форм. М.: Машиностроение, 1982. 250с.

17. Hruby J. Prispevekkevznikinapetivocelarskychkokilach // Hutnik, 1971. №21. S. 7-8.

18. Stachurski W. Badania, prazemieszczen scian modelu wlewnicy pod wplywen obciazenia cieplnego // Zeszytynaukowe AGH №397, zeszytspecjalny №44, 1973, Krakow. S. 75-87.

19. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Ч. 1 Деформация и разрушение. М.: Машиностроение, 1974. 472с.

20. Алимов А.Н. О физических основах конструирования новых типов изложниц // ЖТФ, 1953. Т. XXIII. Вып. 5. С. 924-932.

21. Александров Н.Н., Ковалевич Е.В., Трощанович В.Н. Оптимизация состава чугуна для крупных изложниц // Литейное производство. 1984. №4. С. 6-7.

22. Prjbyl J. Pnutivodlitcich. - Praha SNTL, 1973. S. 95-112.

23. Зальцман Э.С., Ковалевич Е.В., Урин С.Л., Баранов Б.С. Изготовление изложниц из чугуна с вермикулярным графитом для разливки специальных сталей // Литейщик России. 2009. №11. С. 16-18.

24. Андреев В.В., Ковалевич Е.В., Нуралиев Ф.А., Петров Л.А. Конструкция и эксплуатационная стойкость чугунных изложниц для разливки переплава лома коррозионно-стойкой стали // Заготовительные производства в машиностроении. №2. 2013. С. 6-10.

25. Кукса А.В. Чугунные сталеразливочные изложницы. М.: Металлургия, 1989. 152с.

26. Иванов М.А. Чугунные изложницы повышенной стойкости для литья цинковых блоков: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.04. Челябинск, 2007. 163 с.

27. Петриченко А.М. Теория и технология кокильного литья / А.М. Петриченко. Киев: Техтка, 1967. 250 с.

28. Королев С.П., Михайловский В.М., Шешко А.Г. Управление формированием структуры чугуна с вермикулярным графитом в отливках сталеразливочных изложниц // Металл и литье Украины. 2014. №7(254). С. 14-18.

29. Филиппов А.С., Радя В.С. Опыт производства и эксплуатации изложниц (по

материалам межзаводской школы). М.: Черметинформация, 1971. 117с.

30. Ефимов В.А., Затуловский С.С., Кириевский Б.А., Корниенко А.С. Повышение качества стального слитка в связи с увеличением эксплуатационной стойкости изложниц [Электронный ресурс] // Литейный консилиум: информационный ресурс. URL:https://litkons.com/info/steel/povyshenie-kachestva-stalnogo-slitka/?ysclid=m0ci4h5si1754089819 (дата обращения 21.09.2024).

31. Исследование влияния низкочастотной обработки для повышения стойкости чугунных изложниц [Электронный ресурс] / Vuzlit.com: информационный портал. URL: https://vuzlit.com/1987108/issledovanie_vliyaniya_nizkochastotnoy_obrabotki_povysheniya_s toykosti_chugunnyh_izlozhnits?ysclid=m248nqm97k796482010(дата обращения 21.09.2024).

32. Курганов В.А. Повышение стойкости изложниц. М.: Металлург, 1989. 142с.

33. Тавадзе Ф.Н., Алимов Ф.Н., Баркан С.Э. Влияние режимов эксплуатации на оптимальные геометрические параметры изложниц // Литейное производство. 1970. №1. С . 22-23.

34. Прохоренко К.К. Разливка стали и качество стальных слитков. Киев, 1955. 118с.

35. Чернов Д.К. О выгорании каналов в стальных орудиях // Избранные труды по металлургии и металловедению. М.: 1983. С. 119-133.

36. Николайчик Н.П. Повышение стойкости чугунных изложниц. М.: Металлургиздат, 1956. 235с.

37. Блинов Н.И. Производство и стойкость изложниц // Сталь. 1949. №11. С. 10211032.

38. Ромашкин, В.Н. Исследование процесса изготовления стержней и форм отливок изложниц с применением жидких самотвердеющих смесей: автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.16.04. М., 1968. 23 с.

39. Дан Л.А.,Скребцов А.М. Механизм и кинетика разгара поверхности чугунных изделий // Вестник Приазовского державного технического университета. 2008. - Вып. 18. С. 85-89.

40. Смирнов А.Н., Макуров С.Л., Сафонов В.М., Цупрун А.Ю. Крупный слиток:монография. Донецк: ДНТУ, 2009. 278с.

41. Степашкин Ю.А., Кваша Ф.С., Нуралиев Ф.А., Ромашкин В.Н. Комплексный материал для предотвращения дефектов - просечки при производстве чугунных отливок

// Литейщик России. 2014. №1. С. 26-28.

42. Пантелеева А.В., Ковалевич Е.В. Компьютерное моделирование напряженного состояния изложниц для слитков высоколегированной стали // Литейное производство. 2013. №7. С. 21-24.

43. Филиппов А.С., Писаренко Г.А., Янкевич Г.И., Радя В.С. Сменные литые детали сталеразливочного оборудования. М.: Металлургия, 1965. 304с.

44. Дефекты изложниц [Электронный ресурс] / Steelcast.ru: информационный ресурс. URL: https://steelcast.ra/defekty-izlozhmc?yscHd=m0cj72mld5905053686 (дата обращения 10.09.2024).

45. Характеристика изложниц [Электронный ресурс] / Pandia.org: информационный ресурс. URL: https://pandia.org/text/77/409/48744.php (дата обращения 10.09.2024).

46. Изложницы [Электронный ресурс] / Metallolome.ru: информационный портал. URL: https://steelcastra/moulds_for_steel_ingots?yscHd=lzlc63zsmn190866635 (дата обращения: 13.09.2024).

47. Логунов А.В. Жаропрочные никелевые сплавы для лопаток и дисков газовых турбин. М.: Московские учебники, 2018. 592 с.

48. Логунов А.В., Михайлов М.А. Обеспечение высокого качества литых заготовок современных сложнолегированных жаропрочных никелевых сплавов. М.: Спец. металлургия, 2022. 179 с.

49. Гуляев А.П. Металловедение. М.: Металлургия, 1986. 544с.

50. Каблов Е.Н., Оспенникова О.Г., Сидоров В.В., Ригин В.Е., Каблов Д.Е. Особенности технологии выплавки и разливки современных литейных высокожаропрочных никелевых сплавов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2011. с. 68-78 [Электронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-tehnologii-vyplavki-i-razlivki-sovremennyh-liteynyh-vysokozharoprochnyh-nikelevyh-splavov/viewer(дата обращения: 13.09.2024).

51. А.с. 888578 СССР, МПК C22C 1/02. Способ выплавки литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе / Г.Б. Строганов [и др.]; патентообладатели Г.Б. Строганов [и др.]. № 2882208/02; заявл. 15.02.1980; опубл. 27.01.1995.

52. Горюнов А.В., Ригин В.Е. Современная технология получения литейных жаропрочных никелевых сплавов // Авиационные материалы и технологии. 2014. №2 С. 3-7.

53. Кудрин В.А. Теория и технология производства стали. М.: Мир, ООО «Изд-во АСТ», 2003. 528с.

54. Изложницы для отливки стальных слитков [Электронный ресурс] / Steelcast.ru: информационный портал. URL: https://steelcast.ru/moulds_for_steel_ingots?ysclid=lzlc63zsmn190866635 (дата обращения: 13.09.2024).

55. Бахрачева Ю.С. Влияние циклического теплового воздействия на механические свойства стали // Технические науки - от теории к практике. 2013. №20. С. 53-57.

56. Курганов В.А. Разработка новых ресурсосберегающих технологий производства термостойких металлургических отливок из чугуна доменной плавки: автореферат дис. ... докт. техн. наук: 05.16.04. Киев, 1990. 44 с.

57. Курганов В.А. Исследование влияния некоторых технологических факторов химического состава доменного передельного чугуна на его структуру, физико-механические свойства и стойкость изложниц: автореферат дис. ... канд. техн. наук: 05.16.04. Днепропетровск, 1974. 21 с.

58. Яковлев А.Ю., Волчок И.П. Материалы для изготовления металлических форм // Литье и металлургия. 2007. №4(44). С. 118-121.

59. Черкасов Л.М., Киря Г.Ш., Могилев В.К. Повышение стойкости изложниц. М.: Металлургия, 1974. С. 111-115.

60. Мэнсон С. Температурные напряжения и малоцикловая усталость. М.: Машиностроение, 1974. 344 с.

61. Фридман Я.Б. Механические свойства металлов. Ч.2. Механические испытания. Конструкционная прочность. М.: Машиностроение, 1974. 388 с.

62. Сафаров Р.Ш., Большаков Л.А., Скребцов А.М. Повышение срока службы изложниц и поддонов для разливки стали //Вестник Приазовского государственного технического университета. 2000. №10. С.78-81.

63. Абрамов В.В., Курганов В.А. Термоуравновешенная металлургическая изложница. М.: Металлургия, 1988. 144с.

64. Украинская ассоциация сталеплавильщиков: информационный портал о черной и цветной металлургии [Электронный ресурс] URL:https://uas.su/books/2011/pigiron/42/razdel42.php(дата обращения: 15.09.2024).

65. Опыт производства изложниц из ЧВГ [Электронный ресурс] / Литейный

консилиум: информационный портал. URL: https://Htkons.com/info/cast-iron/opyt-proizvodstva-izlozhnits-iz-chvg/?ysclid=m058yek9q2306012517(дата обращения:

24.09.2024).

66. Панов А.Г., Галимов Э.Р., Сафронов Н.Н. [и др.] Методы повышения металлургического качества заготовок машиностроения из высокопрочных чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом. М.: АРГАМАК-МЕДИА, 2018. 288с.

67. Панов А.Г., Корниенко А.Э., Дегтярева Н.Г. [и др.]. Гомогенизирующее модифицирование литейных расплавов графитизированных чугунов: монография. Нижний Новгород: НГТУ им. Р.Е. Алексеева, 2013. 191с.

68. Доусон С., Панов А.Г., Гумеров И.Ф. [и др.] Опыт крупносерийного производства высококачественных автомобильных отливок из чугуна с вермикулярной формой графита // Литейщик России. 2018. №4. С. 8-16.

69. Бестужев Н.И., БестужевА.Н., Леках С.Н. Стабильность технологических процессов и перспективы расширения производства отливок из чугуна с вермикулярным графитом // Литейное производство. 2005. №3. С.4-6.

70. Корниенко Э.Н., Панов А.Г., Хальфин Д.Ф. Перспективы производства отливок из ЧШГ аустенитно-бейнитного класса // Литейщик России. 2004. №6. С. 11-16.

71. Изложницы для стальных слитков [Электронный ресурс] / Steelcast.ru: информационный портал. URL: https://steelcast.ru/moulds_for_steel_ingots?ysclid=lzlc63zsmn190866635 (дата обращения: 21.09.2024).

72. Гулевский В.А., Цурихин С.Н., Гулевский В.В., Мирошкин Н.Ю. Исследование влияния модифицирования на эксплуатационные свойства чугуна изложниц // Черные металлы. 2021. №1. С. 23-28.

73. Алексеенко Е.К.Применение комплексного модификатора для повышения эксплуатационных свойств отливок из чугуна // Актуальные научные исследования в современном мире. 2021. №10-13(78). С. 193-196.

74. Гулевский В.А., Цурихин С.Н., Гулевский В.В., Мирошкин Н.Ю. Исследование влияния модифицирования на эксплуатационные свойства чугуна изложниц. Часть 2 // Черные металлы. 2022. №3. С. 20-26.

75. Борсук П.А., Лясс А.М. Жидкие самотвердеющие смеси. М.: Машиностроение, 1979. 255 с.

76. Илларионов И.Е., Васин Ю.П. Формовочные материалы и смеси. Чебоксары: Изд-во при Чуваш. ун-те, 1995. Ч.2. 288 с.

77. Жуковский, С.С., Лясс А.М. Формы и стержни из холоднотвердеющих смесей. М.: Машиностроение, 1978. 224 с.

78. Чугунные и стальные изложницы: изготовление методом литья в ХТС [Электронный ресурс]. - URL: https://zsm-m.ru/articles/chugunnye-i-stalnye-izlozhnitsy-izgotovlenie-metodom-litya-v-khts/?ysclid=lzlc28raac606460047 (дата обращения: 20.09.2024).

79. Миляев, А.Ф., Никитин Н.Ю., Кадников С.В., Тимофеев В.А., Матвеев Н.А. Влияние параметров эксплуатации на стойкость изложниц из ваграночного чугуна// Теория и технология металлургического производства. 2014. № 2(15). С. 77-80.

80. А.с. 404544 СССР, МПК B22D7/06.Способ изготовления литых изложниц / А.А. Бурба, Д.П. Иванов, В.Г. Некрасов, А.Г. Непомнящий; патентообладатели Орско-Халиловский металлургический комбинат и Оренбургский политехнический институт. №1796300/22-2; заявл.12.06.1972; опубл. 22.10.1973.

81. Опыт производства и эксплуатации изложниц: материалы машзаводской школы. М.: Черметинформация, 1971. 39с.

82. А.с. 64528 СССР, МПК B22D 3/00, B22D 7/06.Способ изготовления литых изложниц / Г.И. Аксенов; патентообладатель Г.И. Аксенов. №4928; заявл. 22.02.1943; опубл. 01.01.1954.

83. Жуковский С.С. Холоднотвердеющие связующие и смеси для литейных стержней и форм: справочник. М.: Машиностроение, 2010. 256с.

84. Ткаченко С.С., Колодий Г.А., Знаменский Л.Г., Ермоленко А.А. Холоднотвердеющие смеси на алюмоборфосфатном концентрате. Состояние и перспективы развития (неорганика против органики) //Литейное производство. 2018. №3. С. 33-38.

85. Муравьев Ю.Н., Трещалин А.В. Современное российское оборудование для процессов холоднотвердеющих смесей // Литье и металлургия. 2024. №2. С. 23-28.

86. Чугунные и стальные изложницы: изготовление методом литья в ХТС [Электронный ресурс] / Сайт ЗАО «Завод специального машиностроения «Маяк». URL: https://zsm-m.ru/articles/chugunnye-i-stalnye-izlozhnitsy-izgotovlenie-metodom-litya-v-khts/?ysclid=lzlc28raac606460047 (дата обращения: 12.09.2024).

87. Курганов В.А. Производство изложниц повышенной стойкости из чугуна доменной плавки. Киев: «Знание» УССР, 1980. 19 с.

88. Николайчик Н.П., Николайчик Е.Н. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах. М.: Металлургия, 1974. 180с.

89. Справочник по чугунному литью / под ред. Н.Г. Гиршовича. М., Л.: Машиностроение, 1978. 758с.

90. Китаев Е.М. Анализ процесса затвердевания стальных слитков в изложнице // Металлы. 1977. №6. С. 90-98.

91. Рыжиков A.A. Теоретические основы литейного производства. М., Свердловск: Машгиз, 1961. 447с.

92. Скребцов А.М., Кладити А.Г., Демченко Ю.А. Диффузия углерода и хрома в сталеразливочном чугунном поддоне во время эксплуатации // Вестник приазовского государственного технического университета. 1999. №8. С. 37-44.

93. Писаренко Г.А., Филиппов А.С. Отливки металлургического оборудования из чугуна с шаровидным графитом. Свердловск: Металлургиздат, Свердловское отделение, 1960. 206 с.

94. Ефимов В.А., Осипов В.П. Определение оптимальной выдержки слитков в изложницах. М.: Сталь, 1974. 176с.

95. Жуков А.А., Зволинская В.В. Отливки из железоуглеродистых сплавов, легированных ванадием: обзор. М.: НИИмаш, 1979. 48с.

96. Зиновьев Ю.А., Колпаков А.А., Кузнецов С.В., Швецов В.Д., Белявский Г.И. Влияние модифицирующих добавок на образование графита в высокопрочном чугуне и усадочные дефекты в отливках // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. №2(109). 2015. С.226-233.

97. Производство чугунных отливок / Белов В.Д., Вдовин К.Н., Колокольцев В.М., Ковалевич Е.В., Тен Э.Б., Ри Хосен, Ри Э.Х. Магнитогорск: МГТУ, 2009. 521с.

98. Рыжиков А.А., Рощин М.И., Фокин В.И. Совершенствование технологии стального литья. М.: Машиностроение, 1977. 143с.

99. Высококачественные чугуны для отливок / под ред. Н.Н. Александрова. М.: Машиностроение, 1982. 222с.

100. Батышев А.И., Тен Э.Б., Батышев К.А., Белов В.Д. Производство отливок из стали и чугуна. М., 2012. 255с.

101. Селянин И.Ф., Деев В.Б., Ри Хосен, Куценко А.И., Куценко А.А. Влияние электромагнитных полей и термовременной обработки на процесс модифицирования металлических расплавов // Литейщик России. 2012. №10. С. 32-33.

102. Гильманшина Т.Р., Ковалева А.А., Чуруксаев И.А., Перфильева Н.С. Исследование причин выхода из строя стальных изложниц для литья золота // Цветные металлы. 2024. №3. С. 65-69.

103. Маршрутный технологический процесс «Переплав отходов жаропрочных сплавов в печах серии ИСВ» №5911000346, ОАО «ЗТЛ», С-Петербург, 1996, 14 с.

104. Каблов Е.Н. Литые лопатки газотурбинных двигателей. М.: МИСиС, 2001. 182 с.

105. Пат. 2245213 Российская Федерация, МПК B22D 7/06. Изложница / М.Д. Любалин, Д.М. Любалин, С.М. Любалин; патентообладатель Любалин М.Д. №2003111074/02, заявл.17.04.2003; опубл. 27.01.2005.

106. Королев С.П., МихайловскийВ.М., Шешко А.Г. Управление формированием структуры чугуна с вермикулярным графитом в отливках сталеразливочных изложниц // Металл и литье Украины. 2014. №7(254). С. 14-18.

107. Цурихин, С.Н., Гулевский В.А., Мирошкин Н.Ю., Кидалов Н.А., Бондаренко Л.В. Корреляционная зависимость влияния структуры и формы включений графита чугуна сталеразливочных изложниц на их стойкость// Известия Волгоградского государственного технического университета. 2023. №7(278). С. 96-99.

108. Миляев А.Ф., Никитин Н.Ю., Кадников С.В., Тимофеев В.А., Матвеев Н.А. Влияние химического состава ваграночного чугуна на стойкость изложниц // Теория и технология металлургического производства. 2014. №1(14). С. 56-58.

109. Миляев, А.Ф. Влияние химического состава ваграночного чугуна на стойкость

изложниц / А.Ф. Миляев, Ю.П. Никитин, С.В. Научинов, В.А. Тимофеев, А.Н. Матвеев //Литейное производство: Межрег. сб.научн. тр.под ред. В.М. Колокольцева. -Магнитогорск: МГТУ, 2014. - №1. - С. 56-58.

110. Изложницы [Электронный ресурс] / Metallolome: информационный портал. -URL: https://metallolome.ru/izlozhniczy/(дата обращения: 18.09.2024).

111. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливах. М.: Машиностроение, 1966. 179 с.

121. А.с. 590359 СССР, МПК С22С37/10.Серый чугун / Ю.Г. Чернявский Б.А. Шушлебин, В.Ф. Ощепков, Л.Н. Горохов; патентообладатели Ижевский механический институт и Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-

исследовательский институт черной металлургии им. И.П. Бардина. №2158283; заявл. 18.07.1975;опубл. 30.01.1978. Бюл. №4.

113. А.с. 77685 СССР, МПК B22D7/06, B22D15/00.Чугунная изложница / Б.В.Рабинович; патентообладательБ.В.Рабинович. №374532; заявл. 14.02.1948;опубл. 01.01.1949.

114. Изложницы, надставки, поддоны, центровые (конструкция и характеристики). Кн.1. / под.ред. О.Б. Николаева, В.Я. Маневича. Тбилиси: Мецниереба, 1973. 374 с.

115. Каблуковский А.Ф. Производство электростали и ферросплавов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. 511 с.

116. А.с. 276332 СССР, МПК B22D 7/06.Способ изготовления изложниц / Г.Н. Басилашвили, Г.Г. Дгебуадзе, М.А. Набичвришвили, О.Б. Николаев, Ф.Н. Тавадзе, Г.А. Цуркава; патентообладатели Г.Н. Басилашвили, Г.Г. Дгебуадзе, М.А. Набичвришвили, О.Б. Николаев, Ф.Н. Тавадзе, Г.А. Цуркава. № 568154/22-2, заявл. 06.03.1957; опубл. 14.07.1970. Бюл. №23.

117. А.с. 373082 СССР, МПК B22D7/06. Способ изготовления изложниц / автор Д.Ф. Барбакадзе; патентообладатель Грузинский политехнический институт им. В.И. Ленина. №1635955/22-2, заявл. 08.04.1971; опубл. 14.07.1970. Бюл. №23.

118. Ром И.С. Сокращение времени выдержки слитков в изложнице. М.:Металлург, 1989. 89с.

119. Миляев А.Ф., Никитин Ю.П., Кадников С.В., Тимофеев В.А., Матвеев А.Н. Влияние параметров эксплуатации на стойкость изложниц из ваграночного чугуна //Литейное производство. 2014. №2. С.77-79.

120. Шевчук Л.А. Структура и свойства чугуна. М.: Наука и техника, 1978. 216с.

121. А.с. 74070 СССР, МПК B22D 7/06. Изложница для отливки стальных слитков / В.Н. Цвибель; патентообладатель В.Н. Цвибель.№5076, заявл. 18.10.1943; опубл. 31.07.1949.

122. Классификация изложниц, условия их работы и требования к металлу [Электронный ресурс] / Литейное производство: информационный портал.-URL: https://liteinoeproizvodstvo.ru/stati-o-

litejnomproizvodstve/izlozhnica/?ysclid=m05l2i3bva71843463 0 (дата обращения: 24.09.2024).

123. Зальцман Э.С. Чугунные изложницы. Условия эксплуатации. В кн.

Машиностроение. Энциклопедия [Электронный ресурс]. М.: Машиностроение. Стали. Чугуны. Т.П-2. Под общ.ред. О.А. Банных и Н.Н. Александров. 2000. 739 с. - URL: http://publ.lib.ru/ARCHIVES/M/%27%27Mashinostroenie%27%27 (enciklopediya)/%CC%E 0%F8%E8%ED%EE%F1%F2%F0%EE%E5%ED%E8%E5.%20%D2%EE%EC%202-02.%20%D1%F2%E0%EB%E8.%20%D7%F3%E3%F3%ED%FB.(2001).pdf дата

обращения: 24.09.2024).

124. Гарченко А.А., Коровин В.А., Маслов К.А., Беляев С.В., Плохов С.В. Пути повышения стойкости изложниц из чугуна и стали //Литейщик России. 2023. №5. С. 4-9.

125. Черкасов Л.М. Основы образования литейных сплавов. М.: Наука, 1970. 163 с.

126. Скороходов, Н.Е. Повышение стойкости изложниц на машиностроительных заводах / Н.Е. Скороходов // Сталь. - 1952. - №1(195). - С. 180.

127. Филиппов А.С., Писаренко Г.А., Янкелевич Г.И., Радя В.С. Повышение стойкости чугунных изложниц. М.: Металлургия, 1965. 304 с.

128. Филиппов А.С., Радя В.С., Михайлова Г.Г. Влияние режимов эксплуатации на оптимальные геометрические параметры изложниц // Сталь. 1971. №1. С. 52.

129. Филиппов А.С., Радя В.С. Опыт производства и эксплуатации изложниц (по материалам межзаводской школы). М.: Черметинформация, 1971. 117с.

130. Повышение стойкости поддонов и изложниц с использованием кремнезоля «КЗ-ТМ» в качестве связующего для огнеупорных покрытий [Электронный ресурс] / Otlivka: информационный портал. - URL: https://otlivka.info/articles/povyshenie-stojkosti-poddonov-i-izlozhnic-s-ispolzovaniem-kremnezolya-kz-tm-v-kachestve-svyazuyushchego-dlya-ogneupornyh-pokrytij/ (дата обращения: 24.09.2024).

131. Гольдштейн Я.Е., Мизин В.Г. Модифицирование и микролегирование чугуна и стали. М.: Металлургия, 1986. 270 с.

132. А.с. 85965 СССР, МПК B22D 7/08. Биметаллическая изложница / В.Л. Тимофеев; патентообладатель В.Л. Тимофеев. №402481, заявл. 08.08.1949; опубл. 10.10.1950.

133. А.с. 80504 СССР, МПК B22D 7/06. Комбинированная чугунная изложница для стальных слитков / Э.М. Бланк, А.С. Филиппов; патентообладатели Э.М. Бланк, А.С. Филиппов. №387675, заявл. 24.11.1948; опубл. 01.01.1949.

134. Пат. 2117551 Российская Федерация, МПК B22D 27/18. Способ легирования рабочей поверхности изложницы / В.А. Москаленко, В.В. Павлов, З.К. Шафигин, В.Н. Киселев, В.В. Зырянов [и др.]; патентообладатель Акционерное общество открытого

типа «НОСТА» (ОХМК). №96113940/02, заявл.05.07.1996; опубл. 20.08.1998.

135. Пат. 2321473 Российская Федерация, МПК B22D 7/06. Изложница для отливки слитков и способ ее изготовления / А.И. Бойцев; патентообладатель А.И. Бойцев. №2006115304/02, заявл. 03.05.2006; опубл. 10.04.2008.

136. Болдырев Д.А., Прасолов С.Г., Попова Л.И. Управление структурообразованием чугунов посредством модифицирования // Литейное производство. 2023. №1. С. 2-7.

137. Boldyrev D.A.,Popova L.I. Influence of the parameters of a modifier on the structure formation in vermicular graphite iron in camshaft castings // Russian Metallurgy (Metally). 2023. №13. рр. 2030-2035.

138. Vdovin K.N., Feoktistov N.A., Gorlenko D.A., Nikitenko O.A., Khamidulina D.D. Modification of high-manganese steel castings with titanium carbonitride // Steel in Translation. 2019. Т. 49. №3. С. 147-151.

139. Вдовин К.Н., Феоктистов Н.А., Горленко Д.А., Куряев Д.В., Никитенко О.А. Исследование влияния легирования валкового чугуна ванадием // Металловедение и термическая обработка металлов. 2019. №4(766). С. 9-13.

140. Мухаметзянова Г.Ф., Колесников М.С., Мухаметзянов И.Р. Термодинамические закономерности структурообразования чугунов при центрифугировании, модифицировании и различных условиях кристаллизации расплавов // Вестник Брянского государственного технического университета. 2018. № 3(64). С. 15-22.

141. Бикулов Р.А., Колесников М.С., Астащенко В.И., Карих Ф.Г. Производство чугунов многоцелевого назначения: разработка составов и управление технологическими процессами: монография. М.: Академия, 2009. 351с.

142. Коровин В.А., Леушин И.О., Токарникова О.В., Курилина Т.Д., Слузов П.А. Карбонаты как универсальная рафинирующе-модифицирующая смесь для чугуна и медных сплавов // Литейщик России. 2014. №8. С. 16-21.

143. Коровин В.А., Палавин Р.Н., Леушин И.О., Костромин С.В. Микролегирование литой конструкционной стали // Труды Нижегородского государственного технического университета им. Р.Е. Алексеева. №2 (87). 2011. С.199-207.

144. Пат. 2341582 Российская Федерация, МПК С22С38/46. Легированная сталь для прокатных валков / Палавин Р.Н., Коровин В.А., Колганов В.Н.; патентообладатель ООО Научно-производственное предприятие «Солитус». №2006143490/02; заявл.07.12.2006; опубл. 20.12.2008.

145. Пат. 2156827 Российская Федерация. МПК С22С37/00. Антифрикционный немагнитный чугун / Колганов В.Н., Коровин В.А., Палавин Р.Н. Пигаев А.И.; патентообладатели Колганов В.Н., Коровин В.А., Палавин Р.Н., Пигаев А.И. №99122798/02; заявл. 29.10.1999; опубл. 27.09.2000.

146. Специальные чугуны. Литье, термическая обработка, механические свойства / Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Соловьев В.П., Цыбров С.В.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. 187с.

147. Колокольцев В.М., Шевченко А.В. Повышение свойств отливок из чугунов специального назначения путем рафинирования и модифицирования их расплавов // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2011. №1. С. 23-29.

148. Колокольцев В.М., Петроченко Е.В., Михайлов А.В., Ахметова А.А. Повышение свойств комплексно-легированных белых чугунов за счет обработки их расплавов кальций-стронциевым карбонатом // Международный научно-исследовательский журнал. 2015. №6 (37). С.44-47.

149. Косников Г.А., Морозова Л.М. Высокопрочные чугуны с шаровидным и вермикулярным графитом// Литейщик России. 2011. №2. С. 11-14.

150. Косников Г.А., Матвеев И.А., Ковалев П.В., Куликов В.Ю., Квон С.С. Мировые тенденции в области улучшения свойств легированных чугунов // Труды университета. 2021. №1(82). С. 16-21.

151. Закиров Э.С., Панов А.Г. Совершенствование технологии модифицирования для обеспечения заданной структуры и свойств изделий из чугуна с вермикулярным графитом // Станкоинструмент. 2023. №4(33). С. 42-51.

152. Леушин И.О., Панов А.Г. Современные тренды производства чугунного литья // Черные металлы. 2021. №7. С. 32-40.

153. Stefanescu D.M. The Meritocratic Ascendance of Cast Iron: from Magic to Virtual Cast Iron // International Journal of Metalcasting. 2019. Vol. 13, Iss. 4. P. 726-752.

154. Hernando J.C., Elfsberg J., Ghassemali E., Dahle A. K., Dioszegi A. The Role of Primary Austenite Morphology in Hypoeutectic Compacted Graphite Iron Alloys // International Journal of Metalcasting. 2020. Vol. 14, Iss. 3. P. 745-754.

155. Skaland T. Inoculation material improves graphite formation in ductile iron // Modern Casting. 2001. Vol. 91, Iss. 12. P. 43-45.

156. Zanardi F., Mapelli C., Barella S. Reclassification of Spheroidal Graphite Ductile Cast

Irons Grades According to Design Needs // International Journal of Metalcasting. 2020. Vol. 14, Iss. 3. P. 622-655.

157. Ghasemi R., Hassan I., Ghorbani A., Dioszegi A. Austempered Compacted Graphite Iron - Influence of austempering temperature and time on microstructural and mechanical properties // Materials Science and Engineering A. 2019. Vol. 767. P. 138434.

158. Пат. 2369654 Российская Федерация, МПК C22C 37/00. Чугун для изготовления изложниц / Ю.А. Щепочкина; патентообладатель Ю.А. Щепочкина. №2008128928/02; заявл. 15.07.2008; опубл. 10.10.2009.

159. Титов В.В., Троцан А.И., Арнаутов А.С. Влияние ультрадисперсных модификаторов на эксплуатационные свойства чугунных изложниц // Вестник Приазовского державного технического университета. 2009. Вып. 19. С. 87-90.

160. Применение барий-стронциевых карбонатов для повышения стойкости чугунных изложниц [Электронный ресурс] / Российская Ассоциация литейщиков: информационный портал. URL: http://www.ruscastings.ru/work/168/2130/2968/4429 (дата обращения: 10.10.2024).

161. Закиров Э.С., Панов А.Г. Разработка тяжелого модификатора чугуна на вермикулярный графит // Ползуновский вестник. 2022. № 4. Т.2. С. 93-98.

162. Голубцов В.А., Рябчиков И.В., Бакин И.В., Михайлов Г.Г. Щелочноземельные металлы в технологии внепечной обработки стали // XVМеждународный конгресс сталеплавильщиков и производителей металла: сб. тр. М., Тула, 2018. С. 332-337.

163. Рябчиков И.В., Бакин И.В., Мизин В.Г., Голубцов В.А. Модифицирование и микролегирование стали комплексными сплавами с химически активными элементами -эффективный метод повышения качества металлопродукции // Сталь. 2018. №12. С.18-21.

164. Бабаскин Ю.З. Структура и свойства литой стали. Киев, 1980. 240 с.

165. Голубцов В.А., Лунев В.В. Модифицирование стали для отливок и слитков. Челябинск; Запорожье: Запорож. нац. техн. ун-т, 2009. 356 с.

166. Корнеев С.В., Розум В.А., Трусова И.А., Бежок А.П., Задруцкий С.П. Технологические особенности модифицирующей обработки стали // Литье и металлургия. 2011. №4(63). С. 115-121.

167. Большая Советская Энциклопедия информационный портал [Электронный ресурс]. URL: https://gufo.me/dict/bse?letter=%D0%BB (дата обращения: 20.10.2024).

168.Леушин И.О., Коровин В.А., Гарченко А.А., Рябова Л.И. О деградации структуры, свойств и разрушении материала изложницы в процессе эксплуатации // Теория и технология металлургического производства. 2024. №4. С.40-48

169. Попель С.И. Физико-химические свойства жидких металлов, сплавов и других расплавов, принимающих участие в металлургических процессах; методы исследования; поверхностные свойства. Москва: Металлургия, 1971. 132 с.

170. Попель С. И. Поверхностные явления в расплавах: монография. М.: Металлургия, 1994. 432 с.

171. Френкель Я.И. Введение в теорию металлов. М.: ГИФМЛ, 1958. 370с.

172. Гаврилин И.В. Плавление и кристаллизация металлов и сплавов. Владимир: Изд-во Владимирского государственного университета, 2000. 257с.

173. Китаев Е.М. Затвердевание стальных слитков. М.: Металлургия, 1982. 168 с.

174. Пантелеенко Ф.И., Снарский А.С. Методология оценки состояния материала ответственных металлоконструкций. Минск: БНТУ, 2010. 196 с.

175. Герасимова Л.П., Голубков Д.Е., Гук Ю.П. Стандартные методы контроля качества металлических материалов, сварных и паяных соединений. М.: Инфра-Инженерия, 2024. 668с.

176. Ковалевич Е.В., Баранов Б.С., Урин С.Л., Пантелеева А.В., Дубов А.А., Собранин А.А. Исследование напряжений в изложницах методом магнитной памяти // Литейщик России. 2011. №10. С. 21-24.

177. Гречаник Э.Н., Постельник Ю.И., Морозов С.И. К вопросу о напряжениях в чугунных изложницах // Известия ВУЗов. Черная металлургия. 1985. №8. С.105-110.

178. Алямовский А.А., Собачкин А.А., Одинцов Е.В. [и др.] Компьютерное моделирование в инженерной практике. СПб.: БХВ-Петербург, 2006. 800 с.

179. Бройтман О.А., Монастырский А.В., Иванов И.А., Мальгинов А.Н., Макарычева Е.В., Сараев Д.Ю. Компьютерное моделирование процессов формирования крупных стальных кузнечных слитков // CADmaster. 2011. №5. 2011. С. 38-45.

180. Темис Ю.М., Азметов Х.Х., Факеев А.И. Моделирование малоцикловой усталости при неизотермическом нагружении // Инженерный журнал: наука и инновации. 2013. Вып. 4 [Электронный ресурс]. URL: http://engjournal.ru/catalog/mathmodel/hidden/674.html (дата обращения 21.10.2024).

181. Даутов Р.З., Карчевский М.М. Введение в теорию метода конечных элементов.

Казань: Казанский государственный университет им. В.И. Ульянова-Ленина, 2004. 239 с.

182. Гулевич Д.Р., Залипаев В.В. Численные методы в физике и технике. СПб: Университет ИТМО, 2020. - 211 с.

183. Рындин Е.А., Куликова И.В., Лысенко И.Е. Основы численных методов: теория и практика [Электронный ресурс]. URL: https://inep.sfedu.ru/wp-content/uploads/2015/07/%D1%83%D1%87%D0%B5%D0%B1%D0%BD%D0%BE%D0%B 5_%D0%BF%D0%BE%D1%81%D0%BE%D0%B1%D0%B8%D0%B5_%D1%87%D0%B8 %D1%81%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D 1%8B%D0%B5_%D0%BC%D0%B5 %D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B.pdf (дата обращения 17.10.2024).

184. Гарченко А.А., Романов А.С., Ракитин С.Р., Ларин М.А., Смолков И.С. К вопросу о моделировании напряженно-деформированного состояния изложницы // Заготовительные производства в машиностроении. 2025. Т. 23. №2. С. 55-59.

185. Кулаева Н.А. Моделирование температурной зависимости деформационного упрочнения и состояния дефектной подсистемы дисперсно-упрочненных материалов с ГЦК матрицей // X Международная научно-техническая Уральская школа-семинар металловедов-молодых ученых, Екатеринбург (7-11 декабря 2009 г.). Екатеринбург, 2009. С. 319-321.

186. Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б. Расчет на прочность деталей машин: справочник. М.: Машиностроение, 1983. 640 с.

187. Оборудование и технология сварочного производства. Марочник. СЧ 15 [Электронный ресурс]. URL: https://oitsp.ru/marochnik/sch15 (дата обращения 19.10.2024).

188. Баранов А.А. Фазовые превращения и термоциклирование металлов. Киев: Наукова думка, 1974. 231 с.

189. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. Л.: Машиностроение, 1989. 255 с.

190. Добротворский А.М., Гюлиханданов Е.Л., Масликова Е.И. Деградация структуры и свойств труб из теплостойких сталей после длительной эксплуатации на нефтеперерабатывающих предприятиях // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2016. №1(238). С. 136-144.

191. Десятникова, М.А. Оценка усталостной долговечности элементов конструкций при термомеханическом нагружении: дис. ... канд. техн. наук: 01.02.06. Нижний Новгород, 2018. 152 с.

192. Фомихина И.В. Механизмы деградации структуры конструкционных сталей, методы повышения эксплуатационных свойств изделий из них: автореферат дис. ... докт. техн. наук: 05.16.09. Минск, 2018. 46 с.

193. Федюкин В.К. Закономерности и особенности фазовых превращений при термоциклической обработке и ее влияние на надежность изделий из сталей перлитного класса. Л., 1974. 30 с.

194. Баранов А.А. Рост чугуна и стали при термоциклировании Киев, 1967. 140с.

195. Давиденков Н.Н., Лихачев В.А. Необратимое формоизменение металлов при циклическом тепловом воздействии. М., Л., 1962. 223с.

196. Федюкин В.К. Метод термоциклической обработки металлов. Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1984. 192с.

197. Гурьев А.М., Ворошнин Л.Г., Хараев Ю.П. [и др.] Термоциклическое и химико-термоциклическое упрочнение сталей // Ползуновский вестник. 2005. №2 (ч. 2). С. 3643.

198. Бердиев Д.М., Файзуллаев С.С. Повышение износостойкости зубчатых колес методом термоциклической обработки // Universum: технические науки. 2023. №1(106). [Электронный ресурс]. URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14918 (дата обращения 18.10.2024).

199. Nechtelberger E., Puhr H., Von Nesselrode J.B., Nakayasu A.S. Cast iron with Vennicuiar. Чугун с вермикулярным графитом // Compacted graphite - State of the Art. Development, Production, Properties, Applications. 49th Int. Foundry Congress, Chicago, 1417 April, 1982. P. 17.

200. Крутилин А.Н., Розум В.А., Лось В.С. [и др.] Чугун с вермикулярным графитом для деталей двигателей, работающих в условиях теплосмен // Литье и металлургия. 2005. №4(36). С. 47-50.

201. Loper C.R., Lalich М.Т., Park Н.К., Gyarmaty F.M. Microstructure - mechanical property relationship in compacted (vermicular) graphite cast iron // 46th International Foundry Congress, 1979. №35.

202. Коффин Л.Ф. О термической усталости сталей. В кн. «Жаропрочных сплавы при

изменяющихся температурах и напряжениях» / под ред. Л.Б. Гецова и М.Г. Таубиной. М., Госэнергоиздат, 1960. С.188-258.

203. Гарченко А.А., Шевяков В.Ф., Коровин В.А., Маслов К.А., Беляев С.В., Гейко И.В. Анализ факторов и механизм образования трещин при эксплуатации изложниц // Литейщик России. 2023. №3. С. 15-19

204. Гуртов В.А., Осауленко Р.Н. Физика твердого тела для инженеров. М.: Техносфера, 2012. 560 с.

205. Викулов А.С., Потемкин А.Н., Никитин Д.Е. Усталостное разрушение материалов с позиции различных теорий [Электронный ресурс] // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2015. Т. 13. С. 3311-3315. URL: http://e-koncept.ru/2015/85663.htm. (дата обращения 13.10.2024).

206. Лукьянец В.А. Физические эффекты в машиностроении. М.: Машиностроение, 1993. 224с.

207. Гарченко А.А., Шевяков В.Ф., Коровин В.А., Маслов К.А., Сорокин А.В. Совершенствование ваграночного серого чугуна для изложниц // Литейщик России. 2021. №5. С.6-9.

208. Гарченко А.А., Шевяков В.Ф., Коровин В.А., Беляев С.В. Совершенствование технологии получения стальных изложниц // Литейщик России. 2022. №1. С. 17-20.

209. Лариков Л.Н., Юрченко Ю.Ф. Тепловые свойства металлов и сплавов. Киев: Наукова думка, 1985. 440с.

210. Тимофеев Г.И. Физико-химические основы плавки. Горький: Изд-во ГПИ им. А.А. Жданова, 1982. 79 с.

211. Дудецкая Л.Р., Ткачева В.А.. Цедрик И.Ф. Влияние стронция на структуру и механические свойства чугуна и стали // Металлургия: республиканский межведомственный сборник. Минск: Вышэйшая школа, 1985. Вып. 19. С. 110-113.

212. Михайлов Г.Г., Макровец Л.А., Выдрин Д.А. Барий как раскислитель и модификатор жидкой стали [Электронный ресурс] // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Металлургия. 2013. Том. 13. №1. URL: https://cyberleninka.rU/article/n/bariy-kak-raskislitel-i-modifikator-zhidkoy-stali/viewer (дата обращения 14.10.2024).

213. Коровин В.А., Леушин И.О., Токарникова О.В. [и др.] Карбонаты как универсальная рафинирующе-модифицирующая смесь для чугуна и медных сплавов //

Литейщик России. 2014. №8. С. 16-21.

214. Бежок А.П., Задруцкий С.П., Корнеев С.В. [и др.] Применение барий-стронциевых карбонатов для обработки жаропрочных сталей //Литье и металлургия. 2011. №3. С. 109-114.

215. Рожихина И.Д., Нохрина О.И., Дмитриенко В.И., Платонов М.А. Модифицирование стали барием и стронцием // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. 2015. Том 58. №12. С. 871-876.

216. Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. М.: Химия, 1978. 392 с.

217. Специальные чугуны. Литье, термическая обработка, механические свойства / Колокольцев В.М., Петриченко Е.В., Соловьев В.П., Цыбров С.В.; под ред. В.М. Колокольцева. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. 187с.

218. Коровин В.А., Леушин И.О., Гарченко А.А., Шевяков В.Ф. Модифицирование и микролегирование чугуна для изложниц // Наука и технологии модифицирования чугуна: тезисы докладов Международной научно-технической конференции (г. Набережные Челны, 25-26 октября 2022 г.); под ред. А.Г. Панова. - Казань: Издательство Казанского университета, 2022. - С. 36.

219. Коровин В.А., Романов А.С., Гейко М.А., Гейко И.В., Маргун Д.С., Гарченко А.А., Шевяков В.Ф. Совершенствование технологии заливки литой заготовки // Литейщик России. 2025. №2.

220. Гарченко А.А., Коровин В.А., Маслов К.А., Беляев С.В., Плохов С.В. Чугун и сталь для изготовления и улучшения качества изложниц // Литейное производство. 2023. №5. С.12-16.

221. Пат. 2786056 Российская Федерация, МПК С22С 37/10. Чугун для изготовления литейной оснастки (изложниц) / Гарченко А.А., Рябцев А.Д., Коровин В.А., Маслов К.А.; патентообладатель ПАО «РУСПОЛИМЕТ». №2022120277; заявл. 22.07.2008; опубл. 16.12.2022. Бюл. №35.

222. СТО 787214-13-044 ПАО «РУСПОЛИМЕТ».

223. Пат. 2798726 Российская Федерация, МПК С22С 38/46, С22С 38/44. Сталь для изложниц / Коровин В.А., Маслов К.А., Гарченко А.А.; патентообладатель ФГБОУ ВО «Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева». №2022135098; заявл. 29.12.2022; опубл. 23.06.2023.

224. Пат. 2318073 Российская Федерация, МПК С22С38/60. Сталь / Ю.А. Щепочкина; патентообладатель Ю.А. Щепочкина. № 2006121187/02; заявл. 14.06.2006; опубл. 27.02.2008.

225. Прутки, полосы и мотки из инструментальной легированной стали. Общие технические условия. ГОСТ 5950-2000, Москва.

226. Коровин В.А., Гарченко А.А., Маслов К.А., Беляев С.В. Повышение срока службы изложниц для разливки сплавов // Инновационные технологии, оборудование и материалы заготовительных производств в машиностроении: труды Международной научно-технической конференции (г. Москва, 24-26 мая 2022 г.). С.127-130.

227. Коровин В.А., Маслов К.А., Леушин И.О., Гарченко А.А., Рябцев А.Д. Производство и эксплуатация стальных изложниц для разливки высоколегированных сплавов // Материаловедение, формообразующие технологии и оборудование 2022 (1СМ88ТБ 2022): труды Международной научно-практической конференции (г. Ялта, 16-19 мая 2022 г.). С.448-456.

228. Гарченко А.А., Рябцев А.Д., Коровин В.А., Маслов К.А. Совершенствование производства изложниц для разливки специальных сплавов с целью повышения стойкости // Машиностроение и техносфера XXI века: труды Международной научно-технической конференции (г. Севастополь, 12-18 сентября 2022 г.). С. 72-75.

229. Экология литейного производства / под ред. А.Н. Болдина, С.С. Жуковского, А.Н. Поддубного, А.И. Яковлева, В.Л. Крохотина. Брянск: Изд-во БГТУ, 2001. 315 с.

230. Бондалетова Л.И., Новиков В.Т., Алексеев Н.А. Расчет выбросов загрязняющих веществ от литейных цехов. Томск: Изд. ТПУ, 2000. 34с.

231. Сборник методик по расчету выбросов в атмосферу загрязняющих веществ различными производствами. Л.: Гидрометеоиздат, 1986. 198с.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение А

Краткое описание технологии плавки сплава ЭП648ВИ в условиях

АО «РУСПОЛИМЕТ» 1 Подготовка промежуточного разливочного устройства

Промежуточное разливочное устройство (ПРУ) состоит из металлического кожуха и керамической оснастки.

Керамическая оснастка состоит из нескольких частей, а именно: приёмная часть, разливочная часть, фильтр - шлакоуловитель, перегородка и сталеразливочный стакан.

Подготовка ПРУ, осуществляется следующим образом, на дно металлического кожуха укладывается керамоволокно толщиной 10 мм и просыпается сухой порошок марки ППЭ - 88 толщиной 35 мм. После просыпки сухая смесь разравнивается при помощи шпателя.

При помощи специализированного клещевого захвата в кожух ПРУ устанавливается сначала разливочная часть керамической оснастки. После установки разливочной части производится установка приёмной части керамической оснастки. Затем устанавливаются фильтр - шлакоуловитель в приёмную часть и перегородка в разливочную часть. Фиксация фильтра -шлакоуловителя и перегородки в пазах приёмной и разливочной части осуществляется при помощи огнеупорного мертеля РЯ - МОЯТАЯ - 004. В последнюю очередь в отверстии на разливочной части устанавливают сталеразливочный стакан диаметром 28 мм. Его фиксация производиться также с использованием огнеупорного мертеля.

В зазор между кожухом и керамической оснасткой просыпается увлажнённая смесь порошка ППЭ - 88 с водой и жидким стеклом в пропорции 3 к 1. По мере просыпки данная смесь уплотняется при помощи ручных трамбовок. После уплотнения зазора между кожухом и керамической оснасткой, в утрамбованной смеси делают отверстия диаметром до 5 мм. Эти отверстия необходимы для выхода влаги и газов, которые будут выделяться при последующем нагреве ПРУ.

По окончанию сборки ПРУ, вся керамическая оснастка очищается от остатков огнеупорных материалов, при помощи щётки и сжатого воздуха. ПРУ после всех операций отправляется на стенд сушки и подогрева.

Сушка и подогрев ПРУ производится по следующему графику:

время, ч

По достижению максимальной температуры в 1200°С производится выдержка, вплоть до установки ПРУ в камеру, с целью выпуска металла.

2 Подготовка сталеразливочной оснастки

Сталеразливочная оснастка представляет собой изложницу для получения кузнечного типа слитка и съёмную прибыльную надставку.

Перед сборкой изложница очищается от загрязнений металлом и шлаком, а также от остатков огнеупорных материалов. В донную часть изложницу устанавливается керамическая оснастка (турбостоп), который фиксируется при помощи огнеупорного мертеля PR - MORTAR - 004. После данной операции остатки мертеля убираются при помощи специализированного пылесоса. Прибыльная надставка очищается от загрязнений металлом и шлаком, а также от остатков огнеупорных материалов и устанавливается на изложницу. Сталеразливочная оснастка устанавливается на место нагрева, где при помощи газовых горелок, происходит её нагрев до температуры от 100°С до 150°С.

Утепляющий вкладыш устанавливают в прибыльную надставку,

непосредственно, перед установкой изложниц на поворотный стол литейной камеры. Утепляющие вкладыши до установки находятся в сушильной камере, где поддерживается температура от 30°С до 40°С.

3 Загрузка печи

Вся металлошихта, состоящая из чистых шихтовых материалов, ПРШЗ и отходов поступает в загрузочных корзинах. Загрузка осуществляется сверху через загрузочную камеру, под вакуумом. Давление камере плавления в процессе загрузки и подвалки шихты колеблется в пределах от 0,005 до 0,5 мБар.

На дно тигля загружается чистый никель (Н1У), затем производится завалка тугоплавких материалов, таких как вольфрам (ШВЧ), молибден (МШ-В) и лигатуру никель - ниобий. Затем производится чередованная загрузка корзин с хромом (ЭРХ - 1 и Х99Н1) и ПРШЗ, после загружаются отходы. Под конец завалки загружают чистый никель (Н1У).

Расплавление металлошихты начинается с мощности в 250- 300 кВт, по мере наполнения тигля печи шихтой мощность увеличивают, вплоть до 900 кВт.

При достижении полного расплава, в тигле печи, металл нагревают до 1520°С -1550°С и производят выдержку, в течении 15 минут. Затем при помощи электромагнитного перемешивания, металл перемешивается в течение 5 минут. После чего происходит отбор первой пробы по расплаву. По достижению полного расплава давление в плавильной камере должно быть в пределах от 0,005 до 0,025 мБар.

4 Рафинирование металла

Рафинирование металла производится при помощи присадки углерода. Металл нагревают до 1550°С - 1570°С и производят присадку электродного боя фракцией 10-50 мм. Выдержка после присадки углерода составляет 10-15 минут, затем производится электромагнитное перемешивание в течение 3- 5 минут. В процессе рафинирования металла, допускаются скачки давления до 0,5 мБар.

5 Корректировка металла по химическому составу

На основании результатов первой пробы сталевар производит необходимые расчеты и присадку легирующих материалов.

В первую очередь происходит корректировка химического состава по таким элементам как: хром, молибден, вольфрам, никель - ниобий.

В качестве корректирующих элементов используются хром марки ЭРХ - 1 и Х99Н1, молибден МШ-В, вольфрам ШВЧ и лигатура никель - ниобий.

Хром как и лигатура никель - ниобий должны быть фракцией от 2 до 50 мм, вольфрам и молибден в виде штабиков, высотой до 400 мм и шириной до 20 мм.

Температура расплава должна составлять 1500°С - 1520°С. Выдержка в течение 10- 15 минут и сопутствующее ей электромагнитное перемешивание в течение 3-5 минут. Корректировка металла необходима для получения селективных значений химического состава сплава ЭП648-ВИ и получения удовлетворительных показателей дисбаланса (отношение хрома к никелю).

6 Легирование металла

Температура металла остужается до 1480°С - 1500°С и по результатам расчётов сначала производится присадка первой порции мишметалла МЦ50Ж6, габаритами не более 40*40*40 мм. После производится электромагнитное перемешивание в течение 3- 5 минут. Затем происходит легирование алюминием марки А99, в виде чушки и титаном марки ОТ - 4 фракцией 50-100 мм. Парциальное давление над расплавом должно быть в пределах от 0,005 до 0,025 мБар. После присадки алюминия и титана производится выдержка в течение 5-7 минут и электромагнитное перемешивание в течение 3-5 минут.

По завершении вышеперечисленных операций производится отбор второй пробы.

7 Микролегирование расплава

По результатам второй пробы, если показатели химического состава и показания дисбаланса удовлетворительные и не требуют корректировки,

производится процесс микролегирования.

Первым в качестве микролегирующего элемента выступает лигатура никель -бор, габаритами не более 40x40x40 мм. Присадка лигатуры никель - бор производится при давлении от 0,005 до 0,025 мБар и температуре расплава 1480°С - 1500°С. После присадки происходит выдержка в течение 3-5 минут и электромагнитное перемешивание от 3 до 5 минут.

После всех вышеперечисленных операций в плавильную камеру напускают инертный газ аргон, до 100 мБар. После напуска аргона в плавильную камеру производится присадка второй порции мишметалла и лигатуры никель - магний габаритами не более 40x40x40 мм. После отдачи микролегирующих элементов производится электромагнитное перемешивание в течение 2- 3 минут.

Присадка второй порции мишметалла и лигатуры никель - магний производится не позднее чем за 15 минут до выпуска металла.

8 Выпуск металла

Не позднее чем за 10 минут до выпуска металла в камеру ПРУ устанавливается подогретое промежуточное разливочное устройство. При помощи телеги ПРУ доставляется в плавильную камеру. Перед началом наполнения ПРУ происходит отбор конечной пробы и замер температуры разливки. Температура на выпуске металла должна составлять от 1460°С до 1470°С. Весь процесс разливки металла осуществляется в атмосфере аргона, при давлении 100 мБар.

После наполнения изложниц жидким расплавом, происходит их охлаждение в атмосфере аргона, при давлении 100 мБар, в течение 30 минут. После следует охлаждение на воздухе в течение 3,0- 3,5 часов. После разборки сталеразливочной оснастки и извлечения слитков, слитки помещаются в термостат на 24 часа.

Приложение Б Результаты имитационного физического моделирования

Акционерное оошестео Протокол Х- 6990/22-3405 от 13.12.2024 страгаша !. из 29

РУСПОЛИМЕТ Г/ Центр альная нятджаяпиборягчии^ДЗЛ), пнборяшзрняиеталпоЕвдениянтермилиЕой обраоошс металлов оунзш) Адргс мгста осутпЕЛЕЛЕКиллаЗорагорнойлЕ.ттЕльносш: Теж:+7(В 31 пб)-79-1-1?. е-шаШ ш.п'ЪЬша'йпизоКтпй.т

УТВЕРЖДАЮ Начшгьнихиабсраагсрш

аМП» _М.Г. Ры5ыш=

:9.::.2024

ПРОТОКОЛ №6990/22-3405 от 19.12.2024

Зшиш:" МП

Осноьзние* План исспадования

Юридический с-з::1гч£:11ш алрЕ: Звказ^пша* 6 3 7 31 ЙН^ЛйИЬЭйаЗ г.-о. г ородКулеоаш; г. Кул эээнс. ул. Восстания д. 1 !5.каа.ЗЮ4

Дата поступления оораша 12.11.2024

Дата начал а нспыгшшс 12.11.2024

Дата окон1] еше нспыгвнии 19.12.2024

Марка стали сплава* СЧ15

Номер плавт* -

Номерпарна: инепа* -

Т'тгг-.р и пптгИ -

Метод ота ар апр ой (№ч ертака) Не >:казано

НД на пр о дуышкз* Не >:казано

Режим термической оара5о1ки 3 якалчнка* Не указано

Хзрзккрпплка о&рдшл

КоЛИЧ ЕСТЕО 1[ НПТ 0 5р 1Ш0Е б оарашов

Шифр осраша -

Метод пспьд ашш Мегалдографшч еско е исследование

Режим термической оараооил еЦЗЛ -

прииенаеиоеиспыгятйлегое ооору!оеанн£ (с уъазаниЕМ даты поЕЕръп калибровки, срока годности)

Применяемые ср есетва измерении (с ува занием датыпрд^ди калибровки, срока годности) хашяжеймзп!, ¿¿¿нешвкн -1 модель 315 ТЫ90305475. 5е-ео о гсоьзже.\аС-БН 09-1ЭЛ124 377Ю1П97до ОБ.10.2025 Баромз-тр-анЕроидметЕоролагичэекии EAMM-l.lt 64. ££-во о поеерке С-ЕН 2 7 - 33-2024.-327043190 до 2i.03.2025' Комплекс щюграшшв-аш^вгвш анализа микроструктуры поверхности ГЕЕрлыя тел ТЪпешй №275^55-10 опое^ке > С-АЦМ 15-07 -2024/3 54485745 до 14.07.202 5

к-даниь]Е. пр ЕдистаЕЛЕИныЕ заказчиком

Ф орма РИ 2.5.6.13-340 5.024

ПРОТОКОЛ №6990/22-3405 от 19.12.2024 I,Результаты Ессследовя кня

Б ЦЗЛпостутшли б образцов дла исследования влияния мгскростру'кхуру

чутуна.

Образец № 1 -безт о ОбразепЛ=2 - 5 шсклов г о Образеп\зЗ - Юши^ое: о ОбразепЛз4 - 1 5 циклов I о Ооразеп\а5 - 20 циклов I о ОбразепЛ'аб - 25 никлое i о

* 1 никл г о: посадка в печь при 650.^, вылер;кка 30 минут. охлаждение за 90 мин>т до 450=С. охлаждение за 90 минуг до 150 =С.

Оорязец №1

0-бразеп Ае2

О^раяп №3

Структура чугуиас ппястжнчягыиграфитомпрямолжжйж1Н формы длиной 112-724 мкл (рис.Э); распрелелешегключешш графита - ваточное; на всей плошали шлифа фиксиругвотся неметаллические включения (по морфологическим признакам силикатного. -сульфидного ишов и отдельны; глобулы ншридов) (рис.9); металлическая основа: перлит пластинчатый — феррит (рис.10); эвтектика

тройная мелко зерни: гая в виде отдельных включэснй и на некоторых ^-частквя в виде разорьенной сетки (рис.11).

Оорлзец №4

звгектика тройная мепкозщшнсгая е виле отдельных еключений; просматриваются начальные прпзиаш опл авл ения звгектиы! ;рис. 14).

Оорлиц Лм

металлическая осноьа: перлит пластинчатый + феррпг П7Э(ФЗЭ) (рис. 16); у поверхности наблюдается измененныйслой, заполншный окалпшой и зона частичного обезуглероживания (рис. 16) наблюдаются следы опл авл ения ¿вгектикн (рис. 17).

Образец №!

Структура чутунас пл ас тиич шым графитам прямшгншниэй формы длиной 115 -77В мкм (рис. 1 Еа); р аспр елеление гключ еннй графита - веточное; елолъес ех графит оеьэ; включении наблюдается измененный структурныйи ф-нкснруютсяразрыхлзлеяграфитоеых еключеннй (рис. I Во); на вс ей тош али шлифа фиксируются неметал лическиеьключ ения (по мор фолотич еским признакам силикатного, сульфидного ишое i: отдельные глобулы ншридов); у поверхности наблюдается измененный слой, заполненный окалиной зона полного о о езуглероживания глубиной зал ег ания до 5 0 мьлт I: зона ч ас н-гчног о обезуглеро:=:лЕания (рис.1 9-21); металлическая основа; перлит пластинчатыйП96(ф£|; вследствие мнотокра1нык температурные воздействий на графил и металлическую основу чугуна наолюдается ренсп ение гр афит оеьэ; включений (рис .22). ослаб л ение гр ант л1 зер ен за сч ет вылел ения вгор1гчньэ; фаз (распад перыгчиого пемеигита и цементита перлита); наблюдаются процессы оплавления ФшЬйЗййй .:ы = килт[ и лрутих легштлнвкнх й^зоЗШ измененном слое, так 1[ в осногиойматриие (рк .23-26).

tß V-> у 4'j Р> ч у -Р U л 1\ ) Л 1 ' ' '/-Э&и

J 'f ✓ _¿г ä: хл • ^ Í \7 Л V ^ С f Л .Г ¿. Л - ^ '>'; У . ЛГ • f ' к . Г Г',г \ . ' VQ

Рисунок 1 - Мшрострупура оораща Xsl до траЕлгния хЮО

Рисунок 2а - Микроструктура ооралха Xsl до траЕлгнид

X 500

Рисунок 4 - Дисперсность перлита б микроструктуре образца .V« 1

х500 хЮОО

Рисунок 5 - Фосфндная эвтектика е шскроструктуре образца Xsl

Рисунок 7 - Микроструктура образца \°2 после граклення хЮО

протокол >!б990 ::-340? от i9.i:.:o:4

Рисунок 9 - Микроструктура образца .Ys3 до траьлгння хЮО

Рисунок 10 - Микроструктура образца .\"»3 после травления хЮО

страница 14 нз29

Рисунок 11 - Фосфндная эвтектика е микроструктуре образца .Vî3

ПРОТОКОЛ-Vt6990 ::-340î от 19Л2.2024

xlOOO

х500

о

Рисунок 12 — Микроструктура образца .V«4 до траългнш

Рисунок 13 - Микроструктура образца .V°4 после тракления

страннпа 1~нз29

х500 xlOOO

Рисунок 15 - Микроструктура образца .\~г5 до травления

хЮОО

Рисунок 17 - Ф ос филиал эвтектика б ынкр острукхуре ооразца Х«5

ПРОТОКОЛ Лг6990/22-3405 от 19Л2.2024

х50

Рисунок 19 - !^1нкроструггура образца Х°6 после траьления (поверхность -переходная зона)

с хранила 23 из29

х500 хЮОО

Рисунок 20 - N о с тр ужтур а образца Хгб после травления (переходная зона)

х500

Рисунок 21 - Мшу острукгура образца .Ys6 после травления (основная)

хЮОО

Рисунок 22 - Микроструктура образца \«б после травления

Рнсунок23 - Фосфидная эвтектика в микроструктуре образца Х:6 (переходная зона)

страница 27нз29

хЮОО

Рисунок 24 - Фосфиднаа эЕтектнка б микроструктуре образца \гб (основная зона)

хЮОО

Рисунок 25 - Фосфидная эвтектика в микроструктуре оората \:6 (основная зона)

страница 29 нз29

Рисунок 26 - Фосфндная эжгвкгжка б шпфоструктурв оораша Хаб (осноЕная зона)

Приложение В