ООО «СИАМС», Екатеринбург, Россия

Т. А. Сивкова, руководитель инжинирингового отдела, эл. почта: sivkova@siams.com

Ярославский государственный технический университет, Ярославль, Россия
А. Г. Панов, профессор кафедры «Технология материалов, стандартизация и метрология», докт. техн. наук, доцент, эл. почта: panov.ag@mail.ru
В. А. Иванова, директор института инженерии и машиностроения, докт. техн. наук, доцент, эл. почта: ivanovava@ystu.ru

ООО «Исследовательский центр «Модификатор», Набережные Челны, Россия
Н. Г. Дегтярева, металловед, эл. почта: dnadegda@list.ru

Рассмотрены основные проблемы оценки формы отдельных включений графита на микрошлифах чугунов, наблюдаемых в оптический микроскоп как проекции на плоскость микрошлифа трехмерных графитовых фаз. Проанализированы методы оценки формы графита, приведенные в действующих стандартах, и терминологии, характеризующей микроструктуру чугуна. Показано отсутствие единой системы идентификации форм отдельных включений графита. С помощью анализатора изображений SIAMS (тип средства измерений № 85829-22 «Анализатор структур многомасштабный SIAMS») оцифрована микроструктура примерно 60 промышленных образцов чугуна с графитом разных форм, а также эталонные изображения действующих отечественных и зарубежных стандартов на методы контроля микроструктуры чугуна. Проведена оценка формы графитных включений. Разработана шкала, содержащая девять типовых форм включений графита микроструктуры чугунов, с текстовым описанием и характерными примерами изображений контуров включений. Изображения шкалы включают оцифрованные фрагменты микроструктуры рабочих проб, представляют собой выборку из типичных графитных включений каждой типовой формы, соответствуют разработанным текстовому описанию и математической модели, характеризующей типовую форму определенного номера. Таким образом, шкала – визуально, а алгоритм системы анализа изображений – автоматически, позволяют без предварительной информации о марке исследуемого чугуна идентифицировать и распределять по типовым формам графитные включения в чугунах с целью количественной оценки микроструктуры исследуемых изделий.

1. Салтыков С. А. Стереометрическая металлография. – М. : Металлургия, 1976. – 190 с.
2. Макаренко К. В., Илюшкин Д. А. Фрактальный анализ микроструктур графитизированных чугунов // Вестник Брянского государственного технического университета. 2016. № 1(49). С. 34-43. DOI: 10.12737/18185
3. Сивкова Т. А., Иванова В. А., Панов А. Г., Дегтярева Н. Г. Метод идентификации форм графитовых включений в чугунах // Литейщик России. 2022. № 11. С. 17–25.
4. Friess J., Buhrig-Polaczek A., Sonntag U., Steller I. From individual graphite assignment to an improved digital image analysis of ductile iron // International Journal of Metalcasting. 2020. Vol. 14, Iss. 9. P. 1090–1104.
5. ASTM A247-19 Standard Test Method for Evaluating the Microstructure of Graphite in Iron Castings. PA 19428-2959. United States. 13 p.
6. ISO 16112:2017 Compacted (vermicular) graphite cast irons – Classification. СН-1214 Vernier, Geneva. 10 p.
7. ISO 945-4:2019 Microstructure of cast irons. Part 4: Test method for evaluating nodularity in spheroidal graphite cast irons. СН-1214 Vernier, Geneva. 30 p.
8. ASTM E2567 − 13 Standard Test Method for Determining Nodularity and Nodule Count In Ductile Iron Using Image Analysis. PA 19428-2959. United States. 4 p.
9. ГОСТ 3443-87. Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры. – Введ. 01.07.1988.
10. ISO 945-1:2019 Microstructure of cast irons - Part 1: Graphite classification by visual analysis. СН-1214 Vernier, Geneva. 32 p.
11. Gonzales R., Woods R. Digital image processing. Third Edition, University of Tennessee, 2012. Chapter 11. Р. 811–902.
12. Панов А. Г., Гуртовой Д. А., Шаехова И. Ф., Гимазетдинова Ч. А., Маланова Д. Д. Перспективы чугуна и задачи материаловедения чугуна для авиадвигателестроения // Литейное производство. 2024. № 7. С. 8–12.
13. Панов А. Г., Корниенко А. Э., Дегтярева Н. Г., Зиновьев Ю. А. Гомогенизирующее модифицирование литейных расплавов графитизированных чугунов. – Нижний Новгород : Изд. Нижегород. гос. техн. ун-та им. Р. Е. Алексеева, 2013. – 191 с.
14. Леушин И. О., Панов А. Г. Современные тренды производства чугунного литья // Черные металлы. 2021. № 7. С. 32–40.