Системний підхід до встановлення впливу рідкісноземельних металів на структуру валкових чавунів

UKR: У статті розглядається вплив рідкісноземельних металів на мікроструктуру валкових чавунів. Наведено аналіз сучасного стану вальцеливарного виробництва та питання у обраному напрямку дослідження. Протягом багатьох років у вальцеливарному виробництві ведуться роботи із заміни магнію іншими модифікаторами. Аналіз наявних досліджень і публікацій охоплює питання, що зосереджені на окремих складниках, тоді як модель модифікування чавунних валків РЗМ потребує подальшого дослідження та узагальнення. Метою статті є встановлення карбідоутворюючої здатності різних РЗМ у білих валкових чавунах. Для досягнення цієї мети була поставлена наступна задача – установити вплив хімічних елементів церієвої та ітрієвої підгруп РЗМ на мікроструктуру валкового чавуну. Обґрунтувати вибір РЗМ для обробки білих валкових чавунів. Виявлені закономірності впливу рідкісноземельних елементів церієвої підгрупи – самарію та церію та ітрієвої підгрупи – гадолінію та ітрію при швидкості охолодження, що має місце у валковій ливарній формі на процеси структуроутворення білих чавунів для прокатних валків. Встановлені індивідуальні закономірності впливу досліджених підгруп рідкісноземельних металів на мікроструктуру відрізняються інтервалами їх залишкових вмістів. Модифікування білого чавуну РЗМ забезпечувало зміну типу карбідної евтектики та дисперсності перліту. Встановлені закономірності впливу рідкісноземельних елементів підгруп на процеси структуроутворення білих чавунів для прокатних валків: карбідоутворююча здатність РЗМ ітрієвої підгрупи була у 5,2 рази більшою за церієву підгрупу. Це дало можливість обґрунтувати тип основи комплексного модифікатора для досягнення необхідних властивостей матеріалу прокатних валків.

ENG: The article examines the effect of rare-earth metals on the microstructure of roll cast irons. An analysis of the current state of roll casting production and the issues within the selected research direction is presented. For many years, efforts have been made in roll casting to replace magnesium with alternative modifiers. The analysis of available studies and publications mainly focuses on individual components, while a comprehensive model of modification of roll cast irons using rare-earth metals still requires further investigation and generalization. The aim of the study is to determine the carbide-forming ability of various rare-earth metals in white roll cast irons. To achieve this goal, the following task was formulated: to establish the influence of chemical elements of the cerium and yttrium subgroups of rare-earth metals on the microstructure of roll cast iron, as well as to substantiate the selection of rare-earth metals for the treatment of white roll cast irons. Regularities of the influence of rare-earth elements of the cerium subgroup (samarium and cerium) and the yttrium subgroup (gadolinium and yttrium) on the structure formation processes of white cast irons for rolling rolls under cooling rates typical for roll casting molds have been established. It has been shown that the individual effects of the studied subgroups of rare-earth metals on the microstructure differ in terms of their residual content ranges. Modification of white cast iron with rare-earth metals leads to changes in the type of carbide eutectic and the dispersion of pearlite. It has been established that the carbide-forming ability of rare-earth metals of the yttrium subgroup is 5.2 times higher than that of the cerium subgroup. This made it possible to substantiate the composition of the base of a complex modifier to achieve the required properties of roll materials.