Розмір шрифту: 

Исследование затвердевания осевой зоны прокатного валка массой 2,2 т из высокопрочного чугуна проводили с помощью хромель-алюмелевых (ХА) термопар Ø 0,5 мм. В зоне замера температуры горячие спаи защищали кварцевыми наконечниками специальной конструкции, а остальную часть термопары, находящуюся в расплаве - тонкостенной нержавеющей трубкой. Холодные спаи подключали к потенциометру КСП-4 со шкалой измерения 0...1370 0С. Схема размещения термопар приведена на рис. 1е.

Экспериментальные кривые охлаждения 1-8 (рис. 1а) зафиксировали затвердевание бочки валка, охлаждающейся в кокиле Ø 450 мм, через ≈80 мин после начала заливки. Нижняя шейка, охлаждающаяся в песчано-глинистой смеси, затвердела позже, чем бочка - через ≈130 мин. Поэтому питание ее усадки из прибыли нарушается, что обусловливает формирование усадочных дефектов и неизбежное снижение физико-механических свойств отливки. Так как усадочные дефекты формируются в центральной зоне нижней шейки (см. термопару №2 на рис. 1е), то обнаружить их визуально, даже после механической обработки валка, невозможно. Поэтому необходимо рассчитывать соотношение продолжительности затвердевания бочки и нижней шейки, а затем оценивать целесообразность размещения холодильников для обеспечения направленного затвердевания отливки. Небольшой объем усадочной пористости, которая расположена в осевой зоне, уменьшит эксплуатационные свойства валка незначительно. Определены ряд типоразмеров прокатных валков, в которых образуются тепловые узлы и усадочные дефекты в нижних шейках. Установлено, что ускорение затвердевания нижней шейки наружным или внутренним холодильником не должно способствовать увеличению количества хрупко структурной составляющей - цементита.

Рис. 1. Направленное затвердевание осевой зоны валка массой 2200 кг из высокопрочного чугуна: а - экспериментальные кривые охлаждения 1-8; б - кинетика затвердевания τ1 - τ5 и изотермы 1185 0С, 1160 0С, І040 0С; в - температурное поле через 5,12,13,20,34,50, 70,90,120,160, 180, 200 минут после заливки; г - кинетика выделения твердой фазы (m) у горячих спаев термопар 1-8; д - распределение твердой фазы по высоте отливки через 5, 12, 20, 34, 50, 70, 90, 120, 165 минут после заливки;  е - схема установки термопар 1-8 в валке