Влияние перегрева расплава, модифицирования и скорости охлаждения на формирование структуры стали в отливках

Высокая температура заливки уменьшает ширину твердой, твердо-жидкой фазы и увеличивает ширину жидкой фазы, следовательно, зоны мелкозернистых и крупных равноосных кристаллов уменьшается, а зона узких дендритных столбчатых кристаллов увеличивается.

При высоких скоростях охлаждения зона мелких равноосных кристаллов увеличивается, а зоны столбчатых и крупных равноосных кристаллов уменьшаются. Если отливки заливаются в формы, изготовленные из различных материалов (bф1>>bф2), то поверхностный слой отливки й будет охлажден до более низких температур и зона мелкозернистых кристаллов будет шире. В случае 2 в отливке формируется узкая зона мелкозернистых кристаллов.

Модифицирование – процесс направленного изменения структуры литого металла под воздействием малых количеств (до 0,1%) специально вводимых добавок или физических методов обработки жидкого и кристаллизующегося расплава. Различают 2 группы модификаторов:

1) вещества, которые образуют в рапславе высокоуглеродистую взвесь. Частицы этой взвеси служат зародышами кристаллизации, вокруг которых образуются и растут кристаллы.

2) ПАВ, способные адсорбироваться на поверхности растущих кристаллов и тормозить их рост. Наилучшее модифицирование – при вводе комплексных модификаторов: Ti-B-Ca, Ti-Ce-B, Mg-Zr-Ce и др. При этом уменьшается величина зерна, измельчаются ветви и сами дендриты и фазовые составляющие сплава.

3. Плавка чугуна в газовых вагранках: особенности конструкции газовых вагранок, состава шихты и процесса получения жидкого чугуна.

Вагранка работает с огнеупорно-углеродистой насадкой, которая заменяет холостую топливную калошу коксовой вагранки. Насадка для кислого процесса состоит из шамота, высокоглиноземистого огнеупора и боя графитных электродов. Последний необходим для науглероживания металла, плавящегося и стекающего по насадке на подину вагранки. Через горелки в горновую часть печи подается смесь природного газа и погретого до 400-500 С воздуха.

Для плавки чугуна применяют и специальные газовые В. работающие только на газообразном топливе, на основе противотока газа и металла, что позволяет длительное время стабильно вести плавку.

Одной из особенностей газовых вагранок, связанных с отсутствием кокса, является необходимость введения в технологический процесс плавки операции науглероживания, т.е. доведением до необходимого химического состава чугуна по содержанию в нем углерода. В коксовых вагранках это осуществляется автоматически за счет контакта расплавленного металла с коксом холостой колоши. Поэтому в газовых вагранках эта операция должна осуществляться за счет применения углеродсодержащих материалов для огнеупорной насадки

В качестве шихтовых материалов при ваграночной плавке чугуна используют:

- первичные металлы (литейный и передельный доменные чугуны);

- вторичные металлы (лом стальной и чугунный и возврат собственного производства);

- ферросплавы (ферромарганец, ферросилиций и др.);

- флюсы (известняк и др.);

- топливо (кокс и газ).

4. В каких случаях и для какой цели проводят термическую обработку чугуна?

l Цели термической обработки

1. Уменьшить внутренние напряжения в отливках;

2. Придать металлу более устойчивую структуру и постоянство размеров;

3. Придать металлу повышенную твердость и износоустойчивость путем закалки и отпуска;

4. Придать белому чугуну повышенную прочность и пластичность посредством отжига;

Термическая обработка чугунных отливок может производиться с целью снятия напряжений, графитизации, обезуглероживания, повышения твердости и прочности,стабилизации структуры.

Процессы растворения графита и обогащение аустенита углеродом, благодаря чему увеличивается количество перлита в структуре,

2. Распад цементита и образование графита, т.е. уменьшение количества связанного углерода.

Дата добавления: 2015-04-24