Abstract
Purpose. Due to the presence of many essential properties (low prime cost, high manufacturability and damping ability, heat conductivity, fluidity and others),the graphitized cast irons are widely applied for parts operating under the conditions of static and cyclic loads, wear at dry friction and aggressive media at elevated temperatures. At the same time because of significant content of the graphite phase in the structure, the cast irons possess relatively low mechanical properties. Thereby the attention is drawn to graphitized steels, the peculiarity of which consists in the presence of graphite inclusions in the structure, which appoints specific cast iron's properties to these materials. But unlike cast irons, the graphite content in them is in 2…3 times lower and it affects positively on mechanical and service properties indices. This work deals with the optimization of the composition of cast graphitized steel, which has high mechanical properties indices. Methodology. The experimental design technique was used in this work. Alloys prototypes were smelted and their mechanical properties were investigated on the basis of these techniques. Findings were exposed to regression processing, and the dependences of the alloys components influence on its properties were obtained. By means of graphical optimization the optimal composition of steel with high mechanical properties indices has been determined. Findings.Ithasbeenestablishedthat carbon and silicon have the most significant influence on the strength and cyclic endurance of graphitized steels. The chemical composition of the cast graphitized steel with high static and cyclic strength indices was suggested in this work. Originality. With the use of mathematical experimental design techniques the dependences describing the influence of carbon, silicon and copper on the static and cyclic strength indices were obtained. They allow optimizing compositions of graphitized steels. Practical value. Using the graphitized steels with optimized composition in mechanical engineering will allow expanding their application areas along with providing reliability and durability of the parts operating under the conditions of static and cyclic loads.
Highlights
Как известно, графитизированные стали представляют собой железоуглеродистые сплавы, в которых углерод частично находится в виде графитовых включений
Полученные результаты подвергали регрессионной обработке, в результате чего получали зависимости влияния компонентов сплава на его свойства
Из полученных термообработанных слитков вырезали образцы для механических испытаний, результаты которых приведены в табл
Summary
С применением методов математического планирования эксперимента получены зависимости, описывающие влияние углерода, кремния и меди на показатели статической и циклической прочности и позволяющие оптимизировать составы графитизированных сталей. Можно сказать, что одним из определяющих факторов выбора для таких изделий материала является высокий уровень его статической и циклической прочности как при низких, так и высоких частотах нагружения. В этой связи, исследование сопротивления разрушению графитизированных сталей при статических и циклических нагрузках в условиях высоких частот нагружения, как потенциального конструкционного материала для тяжелонагруженных изделий ответственного назначения, представляет научный и практический интерес. Цель работы − оценка влияния углерода и кремния как элементов, наиболее сильно влияющих на процессы графитизации и меди, которая согласно [12] является элементом, способствующим графитизации вторичного цементита, улучшающим распределение графитовых включений и повышающим механические свойства граффити-зированных сплавов на формирование структуры металлической основы, графитной фазы и свойств графитизированных сталей. Использовав метод планирования эксперимента [4] в работе был реализован полный факторный эксперимент второго порядка 23 (табл. 1), включающий в себя восемь основных опытов, а также опыты на «звездном» и нулевом уровнях
Sign-in/Register to view highlights & summary Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Schedule a callDisclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.
