Остання редакція: 2016-03-04
Тези доповіді
Бубликов В.Б., Бачинский Ю.Д., Берчук Д.Н.
(ФТИМС НАН Украины, г. Киев)
Действующие технологии высокопрочного чугуна устарели.В настоящее время активно идет создание научного базиса для нового этапа эволюционного развития технологий на ближайшие 20-25 лет.Разработка более эффективных модификаторов, процессов модифицирующей обработки и методов управления кристаллизацией и структурообразованием отливок продолжают оставаться главными направлениями НИР и совершенствования технологий высокопрочного чугуна. Проблема улучшения структурообразования отливок из ВЧ может быть успешно решена повышением эффективности модифицирующего воздействия на предкристаллизационное состояние расплава. В технологиях высокопрочного чугуна модифицирование решает 2 важнейшие задачи – создание условий для формирования сферокристаллов графита и предотвращение образования структурно-свободного цементита (отбела). Модифицирование запускает комплекс физико-химических процессов, изменяющих структуру и свойства железоуглеродистого расплава в направлении создания условий для оптимальной кристаллизации и формирования заданной структуры и свойств отливок из ВЧ. Максимальная эффективность модифицирования может быть достигнута путем проведения модифицирующей обработки расплава в предкристаллизационном периоде с последующей фиксацией эффекта модифицирования быстрой кристаллизацией, что подтверждается приведенными в таблице экспериментальными данными.
По сравнению с традиционным ковшовым модифицированием, в условиях которого, как известно, получение из высокопрочного чугуна тонкостенных отливок без отбела является проблематичным, модифицирование в предкристаллизационном периоде обеспечивает в тонкостенных отливках кардинальное измельчение структуры – количество включений шаровидного графита увеличивается более чем в 7 раз, при этом количество феррита в металлической основе увеличивается более чем в 3 раза.
Таблица – Влияние ковшового (КМ) и внутриформенного (ВФМ) модифицирования в предкристаллизационном периоде на микроструктуру высокопрочного чугуна в ступенях технологической пробы
Определены основные средства управления процессом модифицирования чугуна в предкристаллизационном периоде:- высокоэффективное модифицирование в проточных реакторах, расположенных в литейных формах;
- интенсивное снятие перегрева расплава, ускоренная кристаллизация отливки при скорости ее охлаждения 5…12 °С/с.
Модифицирование в предкристаллизационном периоде в сочетании с повышением скорости снятия перегрева расплава и теплоотвода при кристаллизации интенсифицирует в разы образование сферокристаллов графита, ускоряет формирование измельченной эвтектики «шаровидный графит - аустенит», предотвращает метастабильный механизм кристаллизации с образованием нежелательной цементитной фазы, сопровождающийся развитием ликвации и образованием усадочной пористости. Метод модифицирования в предкристаллизационном периоде представляет современному литейному производству новые возможности для создания высокорентабельного производства высококачественных тонкостенных отливок из высокопрочного чугуна.