vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"10.57070/2304-4497-2022-4(42)-74-79vsgiu-179Research ArticleРаздел 3. Металлургия и материаловедениеSection 3. Metallurgy and Materials ScienceВЛИЯНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ НА ЛИКВАЦИЮ УГЛЕРОДА В ОТЛИВКАХ, ПОЛУЧЕННЫХ ЛИТЬЕМ ПО ГАЗИФИЦИРУЕМЫМ МОДЕЛЯМTHE EFFECT OF HEAT TREATMENT ON CARBON LIQUATION IN CASTINGS OBTAINED BY CASTING GASIFIED MODELShttps://orcid.org/0000-0002-7659-3987АугсткалнАртур ИгоревичAugstkalnArtur

аспирант кафедры «Физика»

post-graduate student of the Department of Physics

augstkaln-a@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9191-1787ГурьевМихаил АлексеевичGuryevMikhail

к.т.н., доцент кафедры «Машиностроительные технологии и оборудование»

Cand. Sci. (Eng.), Associate Profes-sor of the Department of Mechanical Engineering Tech-nologies and Equipment»

gurievma@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5965-0249ИвановСергей ГеннадьевичIvanovSergey

д.т.н., заведующий лабораторией микроскопии, заведующий кафедрой «Машиностроительные технологии и оборудование»

Dr. Sci. (Eng.), Head of the Microscopy Laboratory, Head of the Department of Mechanical Engineering Technologies and Equipment

serg225582@mail.ruАлтайский государственный университет им. И.И. ПолзуноваРоссияPolzunov Altai State Technical UniversityRussian FederationАлтайский государственный технический университет им. И.И. ПолзуноваРоссияPolzunov Altai State Technical UniversityRussian Federation202229122022047479Copyright © Аугсткалн А.И., Гурьев М.А., Иванов С.Г., 20252025Аугсткалн А.И., Гурьев М.А., Иванов С.Г.Augstkaln A., Guryev M., Ivanov S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/179

Науглероживание поверхностей стальных отливок, полученных литьем по газифицируемым моделям, является одной из основных и наиболее значимых проблем применения данного способа литья. В работе проведены эксперименты по снижению ликвации углерода в отливках из стали 20ГЛ с толщиной стенки 15 мм путем проведения термической обработки (нормализации) по двум режимам, а также проведена оценка влияния модификатора FIL-1 (Россия) на структуру отливок. Рассмотрены структуры до термической обработки и после нее. Установлено, что до термообработки образцы из стали 20ГЛ без модификатора имеют наибольший науглероженный слой (до 2 мм), тогда как в образцах с модификатором этот показатель не превышает 0,8 мм. Установлен оптимальный режим термообработки для модифицированных образцов (нормализация при температуре 950 оС и выдержка в течение 1 ч), приводящий к распределению углерода из науглероженной поверхности образцов по всему их сечению, измельчению структуры и переход ее в равновесное состояние.

Carburization of the surfaces of steel castings obtained by casting according to gasified models is one of the main and most significant problems of using this casting method. In the work, experiments were carried out to reduce carbon liquation in castings made of 20GL steel with a wall thickness of 15 mm by carrying out heat treatment (normalization) in two modes, and the influence of the FIL-1 modifier (Russia) on the structure of castings was evaluated. The structures were examined before and after heat treatment. It was found that before the heat treatment, samples made of 20GL steel without a modifier have the largest carbonized layer (up to 2 mm), whereas in samples with a modifier this indicator does not exceed 0.8 mm. The optimal heat treatment mode for modified samples was established (normalization at a temperature of 950 °C and holding for 1 hour), leading to the distribution of carbon from the carbonized surface of the samples over their entire cross section, refining of the structure and its transition to an equilibrium state.

стальотливкатермообработкаликвацияуглеродмикроструктурамодифицированиелитье по газифицируемым моделямsteelcastingheat treatmentliquationcarbonmicrostructuremodificationcasting according to gasified modelsисследования выполнены в Центре коллективного пользования АлтГТУThe research was carried out at the Center for Collective Use of AltSTU.ReferencesВорошнин Л.Г. Борирование промышлен-ных сталей и чугунов. Минск: Беларусь, 1981. 205 с.Voroshnin L.G. Borating of industrial steels and cast iron. Minsk: Belarus', 1981, 205 p. (In Russ.).Гурьев М.А. Упрочнение литых деталей поверхностным легированием на основе бора // Ползуновский альманах. 2009. № 2. С. 46–47.Gur'ev M.A. Hardening of cast parts by surface alloying based on boron. Polzunovskii al'manakh. 2009, no. 2, pp. 46–47. (In Russ.).Гурьев М.А., Иванов С.Г., Черных Е.В. Поверхностное легирование деталей в процессе их производства методом литья по газифицируемым моделям // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2015. Т. 12. № 4. С. 429–431.Gur'ev M.A., Ivanov S.G., Chernykh E.V. Surface alloying of parts in the process of their production by casting according to gasified models. Fundamental problems of modern materials science. 2015, vol. 12, no. 4, pp. 429–431. (In Russ.).Гурьев М.А. Повышение износостойкости деталей машин и инструмента поверхностным легированием при производстве литых изделий: дис. … канд. техн. наук. Барнаул, 2010. 191 с.Gur'ev M.A. Increasing the wear resistance of machine parts and tools by surface alloying in the production of cast products: dis. ... candidate of Technical Sciences. Barnaul: diss. … kand. tekhn. nauk. Barnaul, 2010, 191 p. (In Russ.).Кондратьев С.Ю., Хайдоров А.Д. Наугле-роживание стальных отливок, получаемых литьем по газифицируемым моделям // Научно-технические ведомости Cанкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2014. № 4 (207). С. 117–126.Kondrat'ev S.Yu., Khaidorov A.D. Carburization of steel castings obtained by casting according to gasified models. Scientific and Technical Journal of St. Petersburg State Polytechnical University. 2014, no. 4 (207), pp. 117–126. (In Russ.).Морозов В.А. Изготовление стальных отливок литьем по газифицируемым моделям //Morozov V.A. Production of steel castings by casting according to gasified models. Foundry production. 2015, no. 5, pp. 29–31. (In Russ.).Morozov V.A. Some questions of the technology of casting steel according to gasified models. Foundry production. 2016, no. 1, pp. 32–35. (In Russ.)Morozov V.A. Some questions of the technology of casting steel according to gasified models. Foundry production. 2016, no. 1, pp. 32–35. (In Russ.)Литейное производство. 2015. № 5. С. 29–31.Shulyak B.C. Casting on gasified models. SPb.: NPO «Professional», 2007, 408 p. (In Russ.).Морозов В.А. Некоторые вопросы технологии литья стали по газифицируемым моделям // Литейное производство. 2016. № 1. С. 32–35.Ozerov V.A., Shulyak V.S., Plotnikov G.A. Casting on models made of expanded polystyrene. Moscow: Mashinostroenie, 1970, 183 p. (In Russ.)Шуляк B.C. Литье по газифицируемым моделям. СПб.: НПО «Профессионал», 2007. 408 с.Erbolatov A.E., Gur'ev M.A., Ivanov S.G., Augstkaln A.I. Structural features of thin 20GL steel samples obtained by casting using gasified models. Polzunovskii vestnik. 2022, no. 2, pp. 139–144. (In Russ.). doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.019Озеров В.А., Шуляк В.С., Плотников Г.А. Литье по моделям из пенополистирола. М.: Машиностроение, 1970. 183 с.Kazakov A.A., Kiselev D. Industrial Application of Thixomet. Metallography. Microstructure and Analysis. 2016, no. 5, pp. 294–301. doi.org/10.1007/s13632-016-0289-6Ерболатов А.Е., Гурьев М.А., Иванов С.Г., Аугсткалн А.И. Особенности структуры тонких образцов из стали 20ГЛ, полученных литьем по газифицируемым моделям // Ползуновский вестник. 2022. № 2. С. 139–144. doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.02.019Kazakov A.A., Kiselev D. Industrial application of thixomet image analyzer for quantitative description of steel and alloys microstructure. Microscopy and Microanalysis. 2015, vol. 21, no. 3, pp. 457–458. doi.org/10. 1017/S1431927615003086Kazakov A.A., Kiselev D. Industrial Application of Thixomet // Metallography. Microstructure and Analysis. 2016. No. 5. P. 294–301. doi.org/10.1007/s13632-016-0289-6Ivanov S.G., Gur'ev A.M., Zemlyakov S.A., Gur'ev M.A., Roma-nenko V.V. Features of the method of sample preparation for automatic analysis of the carbide phase of steel X12F1 after cementation in vacuum using the software package "ThixometPro". Polzunovskii vestnik. 2020, no. 2, pp. 165–168. (In Russ.). doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020. 02.031Kazakov A.A., Kiselev D. Industrial application of thixomet image analyzer for quantitative description of steel and alloys microstructure // Microscopy and Microanalysis. 2015. Vol. 21. No. 3. P. 457–458. doi.org/10.1017/S1431927615003086Ivanov S.G., Gur'ev A.M., Zemlyakov S.A., Gur'ev M.A. Methodology of sample preparation of high-alloy steel samples for automatic analysis of the carbide phase. Polzunovskii vestnik. 2020, no. 3, pp. 102–105. (In Russ.). doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020. 03.018Иванов С.Г., Гурьев А.М., Земляков С.А., Гурьев М.А., Романенко В.В. Особенности методики подготовки образцов для автоматического анализа карбидной фазы стали Х12Ф1 после цементации в вакууме с применением программного комплекса "ThixometPro" // Ползуновский вестник. 2020. № 2. С. 165–168. doi.org/10.25712/ ASTU.2072-8921.2020.02.031Kazakov A.A., Ryaboshuk S.V., Lyubochko D.A., Chigintsev L.S. Research on the origin of nonmetallic inclusions in high-strength low-alloy steel using automated feature analysis. Microscopy and Microanalysis. 2015, vol. 21, no. 3, pp. 1755–1756. doi.org/10.1d0o1i: 71/0S.1041371/9S217463115902079651551009551Иванов С.Г., Гурьев А.М., Земляков С.А., Гурьев М.А. Методика пробоподготовки образцов высоколегированных сталей для автоматического анализа карбидной фазы // Ползуновский вестник. 2020. № 3. С. 102–105. doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020. 03.018Иванов С.Г., Гурьев А.М., Земляков С.А., Гурьев М.А. Методика пробоподготовки образцов высоколегированных сталей для автоматического анализа карбидной фазы // Ползуновский вестник. 2020. № 3. С. 102–105. doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2020. 03.018Kazakov A.A., Ryaboshuk S.V., Lyubochko D.A., Chigintsev L.S. Research on the origin of nonmetallic inclusions in high-strength low-alloy steel using automated feature analysis // Microscopy and Microanalysis. 2015. Vol. 21. No. 3. P. 1755–1756. doi.org/10.1d0o1i:71/0S .1041371/9S217463115902079651551009551Kazakov A.A., Ryaboshuk S.V., Lyubochko D.A., Chigintsev L.S. Research on the origin of nonmetallic inclusions in high-strength low-alloy steel using automated feature analysis // Microscopy and Microanalysis. 2015. Vol. 21. No. 3. P. 1755–1756. doi.org/10.1d0o1i:71/0S .1041371/9S217463115902079651551009551

The authors declare that there are no conflicts of interest present.