Bulletin of Bryansk state technical university Bulletin of Bryansk state technical university Вестник Брянского государственного технического университета 1999-8775 10915 10.12737/18185 Машиностроение и транспорт Mechanical engineering and transport Машиностроение и транспорт FRACTAL ANALYSIS OF MICROSTRUCTURES IN GRAPHITIZED CAST IRON ФРАКТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУР ГРАФИТИЗИРОВАННЫХ ЧУГУНОВ https://orcid.org/0000-0002-7195-0500 Макаренко Константин Васильевич Makarenko Konstantin Vasilievich makkon1@yandex.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Илюшкин Дмитрий Алексеевич Ilyushkin Dmitriy Alekseevich shirke@mail.ru

кандидат технических наук;

candidate of technical sciences;

 Брянский государственный технический университет Брянск Россия Bryansk State Technical University Bryansk Russian Federation Брянский государственный технический университет Россия Брянский государственный технический университет Russian Federation 11 03 2016 11 03 2016 2016 1 34 43 https://naukaru.ru/en/nauka/article/10915/view

Представлены результаты использования метода идентификации формы графитовых включений и определения их размерно-топологических параметров. Форма графитовых включений определена через фрактальную размерность исследуемого включения, а распределение – через лакунарность. При применении метода для анализа изображений различных по структуре и способу получения чугунов установлена хорошая адекватность результатов и наблюдаемых микроструктур.

The dimensionaltopological parameters of a structure such as size, shape, quantity and distribution characterizing a graphite phase in cast iron exert a significant influence upon material properties. But, the definition of these parameters according to the system presented in SARS 3443-87, to the considerable extent, depends upon human factor. The use of results of such an analysis does not allow creating adequate simulators for the estimation of correlation of structure and properties. The widespread introduction of computer analysis methods for the control of material structures dictates new requirements to the development of methods using a mathematical description of material phase structure. One of the methods based on a multifractal analysis of cast iron microstructure representation is shown in this paper. Data obtained at the use of carbon fleck fractal identification method can be used at the development of simulators of the correlation in structure graphitized cast iron properties.

 микроструктура фрактальный анализ чугун графитовые включения размерно-топологические параметры microstructure fractal analysis cast iron carbon flecks dimensionally-topological parameters.

Falconer, K. Techniques in Fractal Geometry/ K. Falconer. - John Wiley & Sons, 1997. - 256 p. Falconer, K. Techniques in Fractal Geometry/ K. Falconer. - John Wiley & Sons, 1997. - 256 p. Imasogie, B. I. Characterization of Graphite Particle Shape in Spheroidal Graphite Iron Using a Computer-Based Image Analyzer/ B. I. Imasogie, U. Wendt // Journal of Minerals & Materials Characterization. - 2004. - Vol. 3. - №1. - P. 1-12. Imasogie, B. I. Characterization of Graphite Particle Shape in Spheroidal Graphite Iron Using a Computer-Based Image Analyzer/ B. I. Imasogie, U. Wendt // Journal of Minerals & Materials Characterization. - 2004. - Vol. 3. - №1. - P. 1-12. Li, J. Fractal growth of graphite nodules in iron/ J. Li, L. Lu, M. O. Lai // Philosophical Magazine Letters. - 2000. - Vol. 80. - № 9. - P. 633-640. Li, J. Fractal growth of graphite nodules in iron/ J. Li, L. Lu, M. O. Lai // Philosophical Magazine Letters. - 2000. - Vol. 80. - № 9. - P. 633-640. Li, J. Quantitative Analysis of the Irregularity of Graphite Nodules in Cast Iron/ J. Li, L. Lu, M. O. Lai // Materials Characterization. - 2000. - Vol. 45. - P. 83-88. Li, J. Quantitative Analysis of the Irregularity of Graphite Nodules in Cast Iron/ J. Li, L. Lu, M. O. Lai // Materials Characterization. - 2000. - Vol. 45. - P. 83-88. Otávio da Fonseca, M.G. Automatic Classification of Graphite in Cast Iron/ M.G. Otávio da Fonseca, P. Sidnei // Microscopy and Microanalysis. - 2005. - Vol. 4. - №11. - P. 363-371. Otávio da Fonseca, M.G. Automatic Classification of Graphite in Cast Iron/ M.G. Otávio da Fonseca, P. Sidnei // Microscopy and Microanalysis. - 2005. - Vol. 4. - №11. - P. 363-371. Божокин, С.В. Фракталы и мультифракталы / С.В. Божокин, Д.А. Паршин. - М.-Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. - 128 с. Bozhokin, S.V., Fractals and multifractals / S.V. Bozhokin, D.A. Parshin. - М.-Izhevsk: Regular and Random Dynamics, 2001. - pp. 128. Волчок, И.П. Сопротивление разрушению стали и чугуна/ И.П. Волчок. - М.: Металлургия, 1993. - 192 с. Volchok, I.P, Resistance to Steel and Cast Iron de-struction / I.P. Volchok. - М.: Metallurgy, 1993. - pp. 192. Встовский, Г.В. Введение в мультифрактальную параметризацию структур материалов / Г.В. Встовский, А.Г. Колмаков, И.Ж. Бунин. - М.-Ижевск: Регулярная и хаотическая динамика, 2001. - 116 с. Vstovsky, G.V., Introduction in multifractal parameterization of material structures / G.V. Vstovsky, A.G. Kolmakov, I.Zh. Bunin. - М.-Izhevsk: Regular and Random Dynamics, 2001. - pp. 116. Золотухин, И.В. Твердотельные фрактальные структуры / И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, В.И. Логинова // Альтернативная энергетика и экология. - 2005. - Т. 29. - № 9. - С. 56-66. Zolotukhin, I.V., Solidstate fractal structures / I.V. Zolotukhin, Yu.E. Kalinin, V.I. Loginova // Alternative Energy and Ecology. - 2005. - Vol. 29. - № 9. - pp. 56-66. Литовка, В.И. Повышение качества высокопрочного чугуна в отливках/ В.И. Литовка. - Киев: Наукова думка, 1987. - 206 с. Litovka, V.I. Quality Increase in Highduty Cast Iron in Foundry Goods/ V.I. Litovka. - Kiev: Scientific Thought, 1987. - pp. 206. Мандельброт, Б. Фрактальная геометрия при-роды/ Б. Мандельброт. - М.: Ин-т компьютер. исследований, 2002. - 656 с. Mandelbrot, B. Fractal Geometry of Nature / B. Mandelbrot. - М.: Institute of Computer Re-searches, 2002. - pp. 656. Перспектива использования метода мультифрактального анализа изображений структуры металла в решении задач обеспечения безопасной эксплуатации технических устройств опасных производственных объектов / А.Д. Анваров, А.С. Маминов, В.А. Булкин, Г.В. Встовский // Контроль. Диагностика. - 2006. - № 7. - С. 17-22. Outlooks in application of multifractal analysis method for metal structure images in solution of problems in ensuring safety of hardware operation of dangerous industrial objects / A.D. Anvarov, A.S. Maminov, V.A. Bulkin, G.V. Vstovsky // Control. Diagnostics. - 2006. - № 7. - pp. 17-22. Соценко, О.В. Оценка компактности включений графита в высокопрочном чугуне/ О.В. Соценко // Литейное производство. - 1982. - № 6. - С. 5-8. Sotsenko, O.V., Compactness estimation of carbon flecks in high-duty cast iron/ O.V. Sotsenko // Foundry. - 1982. - № 6. - pp. 5-8. Яковлев, Ф.И. Влияние формы графита и дисперсности мартенсита на механические свойства высокопрочного чугуна/ Ф.И. Яковлев // Металловедение и термическая обработка металлов. - 1986. - № 5. - С. 55-56. Yakovlev, F.I., Influence of graphite form and martensite dispersity upon stressstrain properties of highduty cast iron/ F.I. Yakovlev // Metal Science and Metal Thermal Treatment. - 1986. - № 5. - pp. 55-56.