Особенности технологии плавки и получения отливок из высокохромистых сталей

Высокохромистые низкоуглеродистые(нержавеющие) стали %Cr >15% и %C<0.10%

Основа шихты: ст.лом – 0,2-0,3%С нужно обезуглероживание до %С<0,1% (<0,03%)

Легирование Cr: - металлическим хромом (не содержит С) – дорого

- феррохром Fe-Cr – содержание углерода до 7%

Если все расплавить – расплав Fe-Cr-C. (дополнительно Mn,Si,S,P)

Обезуглероживание – только окислением [С]+[О]→{СО}

Но при этом окислится и Cr: 3[Сr]+4[О]→(Cr₃O₄)

Но! Сродство к кислороду у С возрастает с повышением т-ры, а у Cr убвает.

При Т<1700^oC окисляется и Cr и С, а при Т>1700^oC окисляется С.

При этом Cr₃O₄ восстанавливается до Сr

Метод 1. Плавка сплавлением.

а)Армко-железо(почти чистое железо) Сталь с требуемым

б)Металлический хром содержанием

в) Si кристаллический Cr, с и низким

г) Mn кристаллический содержанием С

Недостаток: дорогие шихтовые мат-лы.

Метод 2. Плавка переплавом.

В основном для индукционной плавки(сод-ие С не изменяется)

При дуговой плавке науглероживание от графитовых электродов на ≈0,1%С

Метод 3. Плавка окислением.

↓Продувка О₂ ↓Продувка О₂

Заправка Завалка Плавление Окисл.период Окисл.период(2) Раскисление Выпуск

ст.лом Расплав [Fe]+[О]→(FeO)+Q₁ Т>1700^oC Легирование

возврат Fe-Cr- Si-С [Si]+2[О]→(Si O₂) +Q₂ [С]+[О]→{СО} Доводка

Fe-Cr углерод (Mn,Р, S) 3[Cr]+4[О]→(Cr₃O₄) +Q₃ (Cr₃O₄)+ [С]→ [Cr]+ {СО}

Чугун В результате т-ра (FeO))+ [С]→ [Fe]+ {СО}

Окислители расплава (Si O₂))+ [С]→ [Si]+ {СО}

Шлакообразующие повышается

до 1700-1750 ^oC

Окисл.период и Окисл.период(2) все это организовано для окисления С

Достоинство: тяжелый вариант плавки, но дешевле шихтовые мат-лы.

Метод 4. Плавка с аргонокислородной продувкой (Ar+O₂)

Две стадии:

1-ая получение в дуговой печи расплава Fe-Cr- Si-С+(Mn,Р, S, Ni)

2-ая последующая продувка расплава в конвертере Ar+O₂ смесью.

Интенсивность Этап 1. Продувка смесью O₂₊ Ar 4 к 1 (80/20): окисл. Fe,Cr,Si,Mn

окисления Этап 2. Продувка смесью O₂₊ Ar (50/50): окисл. Cr,С

С Этап 3. Продувка смесью O₂₊ Ar (20/80): окисл. С

увеличивается Этап 4.. Продувка Ar (100%) рафинирование от газов.

Если кислородом O₂ то 100% СО, а если O₂₊ Ar то Ar+СО

[Cr]/ [С]

O₂ O₂₊ Ar [С]+[О]→{СО}

100%СО Ar+СО уменьшение Р_СО

Р_СО > Р_СО Cr/С=200 [С]= [Cr]/200=10%/200=0,05%

8%/200=0,04%

200 Р_СО=1

(только O₂ Если Ar продувка Р_СО 1

продуваем) O₂₊ Ar продувка

Cr/С=300 [С]= [Cr]/300=12%/200=0,04%

позволяет получить более меньшее сод. С

Высоколегированные хромистые, хромоникелевые, никельхромистые стали дополнительно легируют Mo, V, Mn, Cu и др. Химические свойства металла зависят от их сродства к кислороду и способности пассивироваться. Такие стали являются коррозионностойкими. Стали мартенситно-ферритного класса обладают удовлетворительной коррозионной стойкостью, а также стали ферритного и аустенитного класса.

Выплавка высоколегированных хромистых и хромоникелеых сталей осуществляется в печах с основной футеровкой (дуговая и индукц.). в дуговых печах сталь получают как из свежей шихты с окислением, так и методом переплава; в индукционных – только переплавом. Необходимым условием выплавки является предупреждение чрезмерного угара хрома и других ЛЭ.

Выплавка из свежей шихты: в завалку вместе с низкоуглеродистым ломом дают руду и известь. После расплавления шихты шлак частично или полностью скачивают и наводят новый. С целью обезуглероживания ванны, дегазации в нагретом металл добавляют руду и продувают кислородом. После удаления окислительного шлака проводят раскисление ФС, алюминием, наводят восстановительный шлак, обрабатывают его углеродом и кремнием.

Метод переплава целесообразно проводить с применением газообразного кислорода. При этом шихта должна содержать не менее 60-75 % отходов, остальное углеродистые стали. В завалку дают известь (СаО). В конце плавки ванну продувают кислородом. Затем удаляют окислительный шлак и проводят рафинирование стали. Несмотря на хорошую жидкотекучесть, формы необходимо заливать сталью с большим перегревом и быстро. Увеличение температуры и скорости заливки вызвано склонностью этих сталей к пленообразованию. Наличие плен ухудшает условия заполнения полости формы и может служить причинной ухудшения качества отливки. С целью уменьшения окисления в период заливки и пригара на поверхности формы целесообразно наносить противопригарные покрытия, облицовочные смеси, проводить разливку в среде аргона, применять фильтровальные установки в ЛС.

Многие отливки подвергают различным видам ТО.

Дата добавления: 2015-04-24