ТО стальных отливок. Виды и назначение ТО

Особенности плавка стали в дуговых печах кислым процессом.

Плавка стали кислым процессом.

По сравнению с основным процессом кислый имеет след преимущества: 1)меньшие тепловые потери 2) более быстрый нагрев металла 3) меньше расход электр энергии 4) меньший расход электродов 5) более высокую стойкость футеровки 6) Более высокую производительность печи

Недостатки: 1) сложность проведения процессов десульфурации и дефосфорации 2) необход применения чистых шихтовых мат-лов 3) сложность выплавки высокомарганцовистых сталей и сталей, содержащих Al,Ti и др. электроокисляемых металлов.

Особенность кислого процесса заключ в том, что плавка ведется под шлаком, содержащем до 65% окиси Si. Под этими шлаками S и P не удаляются из расплава, следовательно содержание их в шихте должно быть на 0.01% ниже нижнего предела.

Подбор шихты по размерам, завалка и плавка ведуться таким же способом, как и в основных печах. В процессе плавке образуется окислы Fe, которые взаимодействуют с шихтой. Шлаки, образованние при плавке содержат до 50% окиси Si, до 30% окиси Fe, до 30% окиси Mn. При простом переплаве шихту подбирают таким образом, чтобы содержание С было на 0.1 ниже заданного, так как в процессе плавки сталь насыщается С из электродов. Выплавка стали состоит из этапов: 1) загрузка печи 2) проплавление 3) доводка по химсоставу и тем-ре 4) раскисление 5) слив металла

При плавке кислым процессом также можно проводить окислительный период и для этого шихту подбирают из расчета содержание С больше на 0.1-0.3% заданного в стале. В процессе завалки в шихту добавляют до 1% руды или металлизованных окатышей.

Во время окислит периода происходит процесс дегазации расплава, рафинирование от неметалл включений и угар С составляющий до 0.2%. С целью меньшего взаимодейстия шлака с футеровкой добавляют небольшое количество извести. Окисленные шлаки скачивают только при получении ответственных фасонных отливок. Восстан период при кислом процессе почти отсутствует. Частично раскисление расплава осущ за счет восстановления Si из футеровки. Посте окончания окисл периода в сталь вводят ферро- Mn, доводя содержание Mn до 0.2-0.3%. Затем за 5-10 мин до слива металла из печи сталь раскисляют ферро- Si и корректируют по содержанию Mn. Окончательное раскисление обычно проводят Al. При этом его остаточное содердание выдерживается на уровне 0.025.

ТО для стальных отливок является обязательной операцией. Проводятся следующие виды ТО:1) Отжиг; 2) Нормализация; 3) Нормализация + отжиг; 4)2-ая нормализация с промежуточным и окончательным отпуском; 5) Закалка + отпуск; 6) 2-ая закалка с промежуточным и окончательным отпуском; 7) Диффузионный отжиг; 8) Старение; 9) Хим-термич обработка. Разновидность ТО неразрывного связаны с ДФС FE-С. Влияние ТО на структуру и св-ва стальных отливок опред-ся процессом вторичной кристалл-ции, кот.в соответствии с ДФС протекает по линиями GSE и PSK.Вторичной кристалл-ции при медленном охл-ми полностью соотвествуют ДФС и хар-ся след.этапами: 1. Превращение аустенита в феррит 2, Выпадение мельчайшие частиц, 3. Рост цементитного включений. При реализиции всех 3-х этапов в стр-ру стальныой отливки образ-ся перлит. На протекание вторичных кристаллизации влияние оказ. скорости охл-я, чем больше скор. охл-я, тем больше образ-ся нестабильных фаз. Изменяя скор. охл-я отливки можно получить различного модификации перлита: сорбит, тростит, мартенсит.

Отжиг проводится с целью улучш. стр-ры стали, снижению НВ, внутр напряжения для последующ ТО. При отжиге отливки нагрев до т-ры выше А₃ (на 30 -50 град) или выше т-ры А₁ но ниже т-ры А₃ выдерживают и охл-ют вместе с печью. Полный отжиг проводят т-ко для эвтектоидн. сталей. В заэвтектоидных сталях при медлен.охл-и формир-ся грубая цементитная сетка→ ухудш св-ва стали.

Нормализация: проводится для измель-я зерна стали, снижения внутр напряжений, повышается прочность, улучш обрабатываемости. При нормализации отливки нагревают до т-ры выше т.А₃ на 30-50 град, выдерживают и охл на воздухе. При нормализации отливок с %с до 0,3% формир перлитно-ферр стр-ра, а при сод-ии 0.3-0.7%-сорбит

После нормализации пластичность по сравн-ю с отжигом меньше, но при этом повыш прочность отливок.

Закалка: Проводят путем нагрева отливок выше критич. т. А₃ на на 30-50град(для доэвтект. сталей) и выше на 50 град тА₁ для эвтектоид. и заэвтект. сталей. Выдержка отливок и охл-я в воде, масле или расплава солей. Легированная сталь нагрев при закалке выше крит. Т.А₃ на 150град. Основные дефекты при закалке: трещины, корабление.

Дифффузионный отжиг: провдится с целью выравнивания х/с по зерну Ме. Проводится для легиров сталей, при отливки нагревают до т-ры на 200-300гр выше А₃, выдер 8-18ч и медленно охлаждают.

Старение: проводят для повышения прочности.

Обработка отливок холодом: отливки после закалки охл-ся до минусовых тем-р, примен для инструм. сталей→ повыш прочность и стабилизируют размер. При охл отливки до минус тем-р мартенсит. Превращ-е заверш.

Недостатки: склонность отливок к образованию трещин.

Отпуск: провод с целью снижения внутр напряжений и получ-я орпед сочет-я прочностных и пластин св-в в отливках. Отпуск: низкий, средний, высокий. Получ стр-ра более стабильную чем М - мартенсит отпуска, сорбит и троостит

В зав-ти от условий работы для отливок можно получить разл св-ва путем изменеия режимов ТО. Закалка + выс отпуск – улучшение стали.

7. Отливки из констукционных углеродистых легированных сталей. Х/с и класс-я Ст.

Выделяют:

1. Mn-Si Ст: Ст20ГЛ, Ст20Г1ФЛ, 35ГЛ, 20ГСЛ, 30ГСЛ. Небольшое легирование MnuSI увеличивает их прочность. Увеличивая содержиние Mn до 1,5% в обычной С-ой Ст 35Л увеличивается прочность с 470 до 580 МПа, увеличивается при этом категоря прочности с 25 до 30. Увеличении содержания Si в Ст 30ГСЛ до 0,7% увеличивает прочность по сравн со Ст 35ГЛ при одновр увеличении пластичности. Введение в состав СтV в кол-ве 0,05-0,1 %, существенно изм-ся механические свойства Ст. V – явл сильным карбидообразующм элементом, при кр-и Ст ограничивает рост зерна и образует мелкодисперстные карбидные включ.

2. Cr u Cr-Mo Ст: Их исп-т для выпуска отл, работающиз при тем-ах до 500 С, и повыш статич и динамич нагрузках.

3. Mn-Si Ст: Ст35ХГСЛ, 30ХГСФЛ - это сложнолегированные Ст(детали для тракторов).

4. Cr-Ni Ст: Ст30ХНМЛ, - они обладают высокими свойствами из всех легир конструкционных Ст. Дополнительно они легируются Al, TiV, Mo. При первичной кри-и и вторичной фазовой перекристал-и получается мелкодисперстная стуктура Ст, что обеспечивает ее высокие свойства. Осн недостаток: отпускная хрупкость. Для ее изг-я Ст дополнительно обрабатывают Мо. Обл применения: детали с повыш вязкостью и прочностью. Они работают в условиях до 400 С.

5. Cu-e Ст: Ст20ДХЛ, 12ДН2ФЛ - В зависимости от марки Ст, содержание Си в них 0,5-1,5%. Ст так же дополнительно обраб Cr, V, Mo, Al, Ti. Эти Ст явл дисперстно-твердеющими после закалки, поэтому эти Ст хорошо варятся и не требую дополн подогрева.

6. Сложно-легир Ni-Mn-MoСт: Cт 20ГМНФЛ, 35НГМЛ. - это низко-легир Ст., но они обладают высокими свойствами, которые получаются после ТО. Исползуются для отл ответственного и особо ответственного назнач.

Х/с и механические свойства – в ГОСТ 977-88. Содержание С – 0,12-0,55%. MnuSi – во всех С-ых Ст – одинаково. SuP – ограничиваются в зависимости от предъявляемых к отл требований, и сумма этих элементов для осн производсва: 0,04 %, а для кислого: 0,06%.

Дополнитльно легированные Ст обрабаытвают с целью увеличления их техн-свойств Al, Ti, V, Mo. Выбор Эл-ов зависит от конструкции отл и ее свойств.

Для получ необъод механич свойств все Ст проходят ТО: нормализация, отжиг, закалка. После прехождения ТО Ст присваивается категория прочности. Если нормализация, то индекс «К», а после нее – предел текучести: Ст 35ЛК25 ГОСТ… Если отл прошла закалку с отпуском, то «КТ».

По х/с С – осн элемент, влияющий на структуру Ст. При увеличении содержания С, увеличивается содержание П, поэтому увеличивается прочность и уменьшается пластичность.

Для таких Ст важный показатель – отношение предела текучести к пределу прочности. При увеличении Содерния С, прочность увеличивается намного больше, чем текучесть, поэтому в осн для универсальных отл применяют ср-С-ые Ст с С=0,25-0,35%.

Дата добавления: 2015-05-06