Вакуумно-дуговые печи

Плавка металла в индукционных вакуумных печах

Специальные методы плавки стали.

Влияние л.э. на стуктуру и свойства Ст.

Л.э. для Ст: Mn, Cr, Ni, V, W, Mo..

Все л.э. условно можно классифицировать по: 1. Строение атомно-кристал реш: а)элементы родственные реш Feγ (Mn, Ni, N2, C, Ca). При кр-и в Ст они способствуют получения А, б) элементы, родственные Feα(Ф) (Cr, Al, Si, Mo). Они способствуют Ф. в) элементы с гексогональной кр реш(Ti, Zr, Co). 2. По отношению к С: а)карбидообразующие элементы (левее Fe в табл М: Mn, Cr, Mo, W, Nb, V, Zr, Ti), б) некарбидообраз (Ni, Cu, Al). 3. По влияния на критич т ДС FeС: а) л.э., расширяющие γ-обл: Mn, Ni, C, N2. при опред условиях γ-обл может существосвать при тем-ах 0-Ткр-и. б)Эл-ты, сужающие ее. (Al, Si, V, Cr, Mo, W).

Эффективность легир-я во многом зависит от распред л.э. между зерном и межкристаллитным слоем. Распред л.э. можно оценить с пом коэф распред: К=Ств/Сж Ств – предльная концентрация л.э. в ТВ растворе, Сж – тоже в ж фазе.

В сплавах с эвтектич превращ и в нисходящем ТВ р-ре К<1, т.е. л.э. в этом случ ликвируют к гр зерна. При перетектич превращ и восходящем ТВ р-ре, л.э. концентрируются в центре зерна(К>1)

C, N2, B, H2 – образуют с Fe ТВ растворы внедрения, остальные Ме-ие л.э. – ТВ растворы замещения. При образовании ТВ р-ов происх искажение кр реш и оно будет тем больше, чем больше разница атомныъх радиусов Fe и л.э.

Изменение размеров кр реш приводит к изменению свойтсва Ме: прочность и ТВ-ть - увелич, а пластичность – уменьшается.

Свойства Ф во многом зависит от размера зерна. Предел текучести Ф от размера зерна: σт=σi+K*d^-1/2 σi – предел текучести монокристалла Ф, К – коэф, показывающий влияние межкристаллитных границ на предел текучести Ф, д – диам зерна.

В ряде случаев для получения высокого уровня эксплуатационных свойств металлов плавку проводят в вакууме. Это в основном относится к отливкам из жароупорных, жаропрочных и коррозионно-стойких сталей. Осн преимущества: 1) при длительной выдержке расплава в вакууме достигается высокая степень раскисления, дегазации и рафинирования металла от неметалл включений; 2) в этих печах выплавляются все виды стали 3) при плавке в вакууме происходит быстрое растворение л.э.; 4) простота подвода эл.энергии, обеспечивается быстрый нагрев и расплавление металла

При вакуумной плавке повышается стойкость металла против межкристаллитной коррозии а также длительная прочность

Недостатки:1) возможность засорения расплава материалом футеровки; 2) низкая стойкость футеровки

Для футеровки печи используют магнезит либо диоксид Zr. В качестве шихты применяют чистые материалы и отходы собственного производства

Применяются для производстваособо ответственных отливок. При вакуумно-дуговой плавке исползуется спец шихта, предварительно выплавленная в индук или дуговых печах.

Сами печи имеют сложную конструкциюсложную констукцию, дорогостоющее оборудование и невысокую производительность. Стали, выплавляемые в таких печах в 4-5 раз дороже обычных. Отливки, изготовленные этим методом используются в авиационной промышленности, космической. Вакуумные дуговые печи работают с расходуемым электродом. При этом содержание элементов в расходуемом электроде должно соответствовать выплавляемой марке стали. Исключения составляют стали, в состав которых входят легко окисляющие металлы. В этом случае содержание этих элементов в расходуемом электроде должно превышать на 15-20% заданного.

Плавку ведут при давлении 0.1Па. После выплавлении в печи, имеющей водяное охлаждение необходимо порции металла производят заливку форм, помещенную так же в вакуумной камере. При плавке в вакуумно-дуговых печах получают стали с низким содержанием газов и примесей цветных металлов.

Дата добавления: 2015-05-06