Збірники наукових праць ЦНТУ
Permanent URI for this communityhttps://dspace.kntu.kr.ua/handle/123456789/1
Browse
6 results
Search Results
Item Дослідження та порівняльний аналіз зносостійкості литих мелючих тіл з хромистих чавунів(ЦНТУ, 2022) Ломакін, В. М.; Кропівний, В. М.; Пукалов, В. В.; Кропівна, А. В.; Молокост, Л. А.; Lomakin, V.; Kropivnyi, V.; Pukalov, V.; Kropivna, O.; Molokost, L.Випробувано мелючі тіла, відлиті з хромистого чавуну в багатомісному кокілі, на ударно- абразивну зносостійкість і ударостійкість. Для дослідження прийнято три типи хромистих чавунів: низькохромистий (~1% Cr), середньохромистий (до 5% Cr) і високохромистий (ВХБЧ, до 20% Cr). Досліджено макро- і мікроструктуру зазначених сплавів, як матеріалу литих мелючих куль. Встановлено підвищення ударно-абразивної зносостійкості і ударостійкості таких виробів при збільшенні масової частки хрому в чавуні за рахунок утворення в металевій основі карбідів типу (Fe, Cr)3C і особливо (Fe, Cr)7C3. Економічно обґрунтовано в якості матеріалу мелючих куль низькохромистий білий чавун. A study was made of the impact-abrasive wear resistance and impact resistance of grinding bodies cast in a multi-place mold. Three types of chromium cast irons were adopted for the study: low chromium (~1% Cr), medium chromium (up to 5% Cr) and high chromium (up to 20% Cr). The macro- and microstructure of these alloys as a material for cast grinding balls has been studied. Installed an increase in the impact-abrasive wear resistance and impact resistance of such products with an increase in the mass fraction of chromium in cast iron due to the formation of carbides of the (Fe, Cr)3C and especially (Fe, Cr)7C3. Balls were cast in multi-seat chill molds. Cast iron was smelted in a medium-frequency induction furnace, such as IChT, with the main lining on a charge of pure pig iron and steel low-carbon scrap. The temperature of cast iron production was 1500 °C. Liquid cast iron was subjected to alloying with medium carbon ferrochrome. The wear resistance of cast irons was determined on samples cut from balls in the radial direction. The tests were performed in a laboratory mill When tested for impact resistance, the grinding ball received a striking blow of mass 50 kg, falling from a height of 0,5 m. The frequency of application of dynamic loads was 10 beats per minute. Impact resistance was determined by the average number of impacts sustained by the grinding body prior to destruction. Nevertheless, significant excess of the cost high-chromium over low-chromium cast iron forces us to agree with the opinion of the majority of researchers and the practice of production of such metal products. In today's conditions, low-chromium white cast iron is an economically viable material for grinding media.Item Автоматизація порційної розливки розплаву чавуну в кокіль при виробництві виливків деталей машин гірничорудної промисловості(ЦНТУ, 2020) Ломакін, В. М.; Пукалов, В. В.; Дубодєлов, В. І.; Горюк, М. С.; Lomakin, V.; Pukalov, V.; Dubodelov, V.; Goryuk, M.; Ломакин, В. Н.; Дубоделов, В. И.Виконано аналіз основних параметрів дозування розплаву чавуну в металеві форми за допомогою магнітодинамічної установки МДН-6Ч. Розроблено принципову схему управління електромагнітними системами агрегату. Відпрацьовано технологію дозування і заливки металу в кокіль при виготовленні чавунних куль діаметром 40 і 120 мм. The analysis of the basic parameters of the dosage of molten iron in metal forms using the magnetodynamic installation MDN-6CH. A schematic diagram has been developed for controlling the electromagnetic systems of the unit. The technology of dosing and pouring metal into the chill mold has been developed in the manufacture of cast iron balls with a diameter of 40 and 120 mm. At the optimal casting temperature, the electrical parameters of the inductor (voltage Ui, current Ii, power Ri) were in the range Ui = 250-300 V, Ii = 480-520 A, Ri = 140-160 kW. When reducing the mass of metal in the crucible MDN-6CH using a control scheme made switching inductor from a voltage of 300 V to 250 V. The power was reduced by 15-20 kW, and the temperature of the metal remained within the tolerance of the technology of metal casting. Using the adopted dosing scheme, it became possible to cast metal at constant parameters of the electromagnetic system and the time of pouring. The technology of dispensing and pouring metal into the mold for the production of cast iron balls with a diameter of 40 and 120 mm was carried out at an inductor voltage of 300 V, and the electromagnet - 220 V. The initial level of metal on the drain socket was equal to 20 mm. The molding time of molds in the manufacture of balls with a diameter of 40 mm was 7.3 s, and balls with a diameter of 120 mm - 16.2 s. The operating time of the electromechanical actuator was set in the manufacture of balls with a diameter of 40 mm - 0.35 s, and balls with a diameter of 120 mm - 0.75s. The consumption of metal in the manufacture of balls with a diameter of 40 and 120 mm was in the range of 0.7-0.75 kg / s and 1.65-1.70 kg / s, respectively. The metal casting was carried out at temperatures of 1320-1340 ° C and 1360-1380 ° C. The dosage accuracy was determined by weighing the metal of the poured balls and the molding system of the mold. Mathematical processing of the results of the dosing showed that in the manufacture of balls with a diameter of 40 mm at a temperature of 1320 °C the error of dosing is 10-11%. With increasing iron temperature, the dosage error decreases and at a metal temperature of 1370 °C is 5-6%. In the manufacture of balls with a diameter of 120 mm at a temperature of iron 1330, the dosage error is 7-8%, and at a temperature of 1360 ° C - 3-4%. The study of the characteristics of the casting and dosing process of cast iron in the chill mold allowed us to develop the technology of casting cast iron melts, which provided the required metering accuracy and high productivity of the conveyor production of grinding bodies. Проведен анализ основных параметров дозирования расплава чугуна в металлические формы с помощью магнитодинамической установки МДН-6Ч. Разработана принципиальная схема управлення электромагнитными системами агрегата. Отработана технология дозирования и заливки металла в кокиль при изготовлении чугунных шаров диаметром 40 и 120 мм.Item Ударостійкий чавун для молольних тіл(ЦНТУ, 2020) Ломакін, В. М.; Молокост, Л. А.; Lomakin, V.; Molokost, L.; Ломакин, В. Н.Проведено дослідження динамічної міцності (ударостійкості) молольних тіл, відлитих з низькохромистого чавуну в багатомісному кокілі, в залежності від вмісту хрому в сплаві. Встановлено підвищення ударостійкості виливків куль при збільшенні масової частки хрому в чавуні в межах до 1%. При цьому найбільше зростання динамічної міцності спостерігається при збільшенні масової частки хрому від 0,3% до 0,5%. При подальшому зростанні вмісту хрому ударостійкість білого низьколегованого чавуну підвищується менш помітно і при вмісту хрому 0,7-0,8% досягає максимуму. A study of the dynamic strength (impact resistance) of grinding bodies cast from low-chromium cast iron in a multi-seat chill mold depending on the chromium content in the alloy is carried out. As a starting point, cast iron of the following composition was used: carbon – 3,0%, silicon – 1,6%, manganese – 0,4%, sulfur – 0,05%, phosphorus – 0,06%. For the study, several batches of balls with a diameter of 60 mm were cast with different chromium content in cast iron, from 0 to 1%. Cast iron was smelted in a mediumfrequency induction furnace, such as IChT, with the main lining on a charge of pure pig iron and steel low-carbon scrap. The temperature of cast iron production was 1500 °C. Liquid cast iron was subjected to alloying with medium carbon ferrochrome. Balls were cast in multi-seat chill molds. When tested for impact resistance, the grinding ball received a striking blow of mass 50 kg, falling from a height of 0,5 m. The frequency of application of dynamic loads was 10 beats per minute. Impact resistance was determined by the average number of impacts sustained by the grinding body prior to destruction. An increase in the impact resistance of ball castings has been established with an increase in the mass fraction of chromium in cast iron up to 1%. Moreover, the greatest increase in dynamic strength is observed with an increase in the mass fraction of chromium from 0,3% to 0,5%. With a further increase in the chromium content, the impact resistance of white low-alloy cast iron increases less noticeably, and in the presence of chromium 0,7-0,8% reaches a maximum. The difference in hardness from the surface (~ 52 HRC) to the center of the ball (~ 42 HRC) is a value of about 10 units. The established impact resistance of grinding bodies made it possible to conclude: when grinding solid rocks with high content of solid quartz, the use of low chromium cast iron as a material for grinding media is the most effective, as in terms of achieve high impact resistance, and to ensure cost-effective performance. Проведено исследование динамической прочности (ударостойкости) мелющих тел, отлитых из низкохромистого чугуна в многоместном кокиле, в зависимости от содержания хрома в сплаве. Установлено повышение ударостойкости отливок шаров при увеличении массовой доли хрома в чугуне в пределах до 1%. При этом наибольший рост динамической прочности наблюдается при увеличении массовой доли хрома от 0,3% до 0,5%. При дальнейшем росте содержания хрома ударостойкость белого низколегированного чугуна повышается менее заметно, и при наличии хрома 0,7-0,8% достигает максимума.Item Аналіз та гармонізація національних до міжнародних стандартів якісних показників чавунів з вермикулярним графітом(ЦНТУ, 2020) Кропівна, А. В.; Кузик, О. В.; Kropivna, A.; Kuzyk, O.; Кропивная, А. В.; Кузык, А. В.В статті розглянуто національні та міжнародні стандарти якісних показників чавуну з вермикулярним графітом. Дано аналіз діючим стандартам в Україні ДСТУ на чавун з вермикулярним графітом а також регламентовані його механічні властивості та рекомендований хімічний склад. Проаналізовано властивості аналогічних міжнародних та європейських стандартів на чавун з вермикулярним графітом згідно стандартизації ISO, SAE, CEN, VDG, ASTM, JIS, GB, STAS, а також наведено перехресні посилання на стандарт ISO 16112 до інших стандартних марок ЧВГ. З’ясована відповідність марок матеріалів, в залежності від їх хімічного складу та механічних властивостей, наведених в ГОСТах, міжнародних та європейських показників. Ensuring and coordination of high quality indicators of materials in the foundry industry is necessary in the development of Ukraine's economy. High quality products need to be enshrined in new national standards, harmonized with international and European standards. Thus, the purpose of this work is to analyze national and international standards for quality indicators of vermicular graphite iron and their harmonization with each other. The foundry industry of Ukraine has developed mainly with the use of interstate standards - GOST, which differ significantly from European and international and requires coordination and other approaches to the development of new standards. Today there are a number of international standards: ISO, SAE, CEN, VDG, ASTM, JIS, GB, STAS, which regulate the properties of cast iron with vermicular graphite. Most standards define the range of permissible content of spherical graphite (0… 20%) in the structure of cast iron with vermicular graphite, as well as determine the shape of samples to determine the properties and provide for the determination of graphite on surfaces formed after machining castings. In accordance with the needs of the automotive industry, the Society of Automotive Engineers (SAE) has created the standard SAEJ1887 JUL2002 for cast iron with vermicular graphite. The DSTU standard in force in Ukraine regulates only the temporary resistance to tensile and elongation laid down in the brand designation. Thus, the improvement, provision and harmonization of the national standard at the vermicular graphite iron by achieving high quality indicators of materials in the foundry industry, will ensure the stability of the technological production process, and further entry into international and European markets and a qualitatively new level of domestic engineering. An analysis of the current standards in Ukraine DSTU for cast iron with vermicular graphite is given, as well as its regulated mechanical properties and recommended chemical composition. The properties of similar international and European standards for cast iron with vermicular graphite according to ISO, SAE, CEN, VDG, ASTM, JIS, GB, STAS standardization are analyzed, as well as cross-references to ISO 16112 to other standard brands of the vermicular graphite iron. The conformity of brands of materials, depending on their chemical composition and mechanical properties given in GOST, international and European indicators is found out. В статье рассмотрены национальные и международные стандарты качественных показателей чугуна с вермикулярным графитом. Дан анализ действующим стандартам в Украине ДСТУ на чугун с вермикулярным графитом а также регламентированы его механические свойства и рекомендован химический состав. Проанализированы свойства аналогичных международных и европейских стандартов на чугун с вермикулярным графитом согласно стандартизации ISO, SAE, CEN, VDG, ASTM, JIS, GB, STAS, а также приведены перекрестные ссылки на стандарт ISO 16112 к другим стандартных марок ЧВГ. Выяснено соответствие марок материалов, в зависимости от их химического состава и механических свойств, приведенных в ГОСТах, международных и европейских показателей.Item Дослідження структури та мікротвердості обробленої лазером поверхні чавунів(ЦНТУ, 2018) Ковальчук, Ю. О.; Лісовий, І. О.; Ковальчук, Ю. А.; Лисовый, И. А.; Kovalchuk, Yu.; Lisoviy, I.Проаналізовано вплив лазерної обробки на властивості поверхневого шару чавуну. Визначено структуру та мікротвердість зон лазерного впливу для чавуну марок СЧ21 і ВЧ40. Відмічено, що застосування швидкого сканування лазерного пучка поперек напрямку руху забезпечує згладжування поверхневого рельєфу оплавленого шару та поліпшення форми перерізу загартованої смуги, наближаючи її до прямокутної. Досліджено, що для зміцнення чавунів крім потужних СО2-лазерів можуть ефективно використовуватися твердотільні YAG-лазери потужністю від 400 Вт і вище. Проанализировано влияние лазерной обработки на свойства поверхностного слоя чугуна. Определена структура и микротвердость зон лазерного воздействия для чугуна марок СЧ21 и ВЧ40. Отмечено, что применение быстрого сканирования лазерного пучка поперек направления движения обеспечивает сглаживание поверхностного рельефа оплавленного слоя и улучшения формы сечения закаленной полосы, приближая ее к прямоугольной. Исследовано, что для упрочнения чугунов кроме мощных СО2-лазеров могут эффективно использоваться твердотельные YAG-лазеры мощностью от 400 Вт и выше. The purpose of this work is to study the method of surface laser treatment regarding the effect of laser radiation on the structure and microhardness of laser influence zones in the surface layer of cast iron to improve performance characteristics such as hardness and wear resistance of the corresponding parts of agricultural machinery. The ratio of austenitic and martensitic components in SCh21 cast iron in the structure of the hardened layer is significantly affected by the duration of the radiation effect. With its increase in the near-surface layer and in the depth of the laser-impact zone, separate areas of residual austenite with microhardness H100 = 500-560 kgf/mm2 appear. In the deep areas of the hardened layer, austenite is localized around phosphide eutectic inclusions, that is, in the most carbon-rich areas. Due to laser hardening of high-strength HF40 cast iron with the parameters specified in the work, the microhardness of the bleached layer was 7•103...8.7•103 MPa, and in the laser hardening zone from the solid state for austenitic-martensitic structure - 6•103...7 5•103 MPa. The choice of the hardening mode of cast iron SCh21 and the corresponding structural state in the zone of laser influence should be carried out taking into account the operating conditions of a particular part, since austenite may have a different effect on the wear resistance. For example, with respect to the friction pair of an engine cylinder – a compression ring, residual austenite may contribute to a better running-in of these parts. The use of fast scanning of a laser beam across the direction of motion provides smoothing of the surface relief of the melted layer and improving the shape of the hardened strip, bringing it closer to a rectangular one. In addition to high-power CO2 lasers, solid-state YAG lasers with a power of 400 W and more can be effectively used for hardening cast irons. Thus, surface laser treatment can also be successfully applied to cast iron, used by domestic manufacturers of agricultural machinery parts. This will ensure a significant increase in the performance characteristics of the respective products and will create prerequisites for the replacement of significantly more expensive steels with cast irons in certain cases.Item Особливості застосування поверхневої лазерної обробки деталей сільськогосподарських машин з чавуну(ЦНТУ, 2017) Ковальчук, Ю. О.; Лісовий, І. О.; Kovalchuk, Y.; Lisoviy, I.Проаналізовано внутрішні процеси в результаті впливу лазерного випромінювання на поверхню деталей сільськогосподарської техніки з чавуну. Визначено залежність мікротвердості досліджуваних зразків від потужності лазерного випромінювання. Відмічено, що збільшення швидкості обробки призводить до помітного зниження середніх значень мікротвердості чавуну. Досліджено, що поєднання лазерної обробки із подальшим поверхневим пластичним деформуванням може забезпечити значне підвищення зносостійкості деталей із чавуну. Determine the effect of laser treatment on the structure and properties of cast iron for improving the operational characteristics of the relevant agricultural machinery parts is the goal of the work. Internal processes as a result of the effect of laser radiation on the surface of samples from cast iron are analyzed. The dependence of the microhardness of the investigated samples on the laser radiation power is determined. Increasing the processing speed leads to a noticeable decrease in the average values of the microhardness of the cast iron. Combining laser treatment with further surface plastic deformation can provide a significant increase in wear resistance of parts from cast iron. Cast iron can be effectively processed by laser radiation, which will ensure high performance characteristics of the relevant agricultural machinery parts.