Розмір шрифту:
ЛЕГУВАННЯ ЧАВУНУ ТУГОПЛАВКИМИ ФЕРОСПЛАВАМИ
Остання редакція: 2016-02-22
Тези доповіді
Чайковський О.А., Шимов Є.В.
(НТУУ «КПІ», м. Київ)
E-mail: zheka_shymov@mail.ru
Щоб підвищити експлуатаційні властивості чавунів, в них при виробництві додають різні легуючі хімічні елементи. Легування дозволяє поліпшити такі характеристики чавунів:
• Міцність;
• Жаростійкість;
• Жароміцність;
• Крихкість (у бік зменшення).
При легуванні чавуну високотемпературними феросплавами у формі, легуючі елементи не встигають розчинитися, оскільки їх температура плавлення набагато вища ніж у чавуну. Для вирішення цієї проблеми, перегрівати чавун до таких температур не є доцільним. Тому запропоновано використовувати залізоалюмінієву термітну суміш, яка має температуру плавлення 2000…2800 °С. Використання термітних сумішей дає змогу отримати на виході двошаровий виливок з однією поверхнею – легованою, а іншою – не легованою. Що в свою чергу дає змогу об’єднати різні властивості, такі як міцність, жаростійкість і т.д.
Кінетика переходу легувальних елементів із зернистого модифікатора у рідкий чавун при модифікуванні у формі лімітується швидкістю протікання тепло- і масообмінних процесів.
Метою роботи є дослідження кінетики плавлення надтугоплавкого феросплаву у середовищі алюмінієвого терміту. Для досягнення поставленої мети необхідно:
1. Дослідити вплив геометричних розмірів та щільності заряду залізоалюмінієвого терміту на швидкість протікання реакції.
2. Дослідити кінетику протікання реакції у залежності від співвідношення феросплав/терміт, гранулометричного складу феросплаву, співвідношення площі контакту феросплав/терміт.
3. Визначити параметри керування протікання реакції горіння залізоалюмінієвого термітної для плавлення надтугоплавкого феросплаву.
Для проведення досліджень швидкості горіння терміту в залежності від діаметру технологічної проби використовували циліндричну форму з піщано-глинистої суміші. В формі виготовляли циліндричні порожнини висотою 50 мм та діаметром 15, 25, 35, 50 мм. Використовували залізоалюмінієвий терміт складу Fe3O4 – 75%, Al – 25%. Підпалення залізоалюмінієвого терміту здійснювали за допомогою електричної дуги.
Для дослідження кінетики плавлення впливу кількості феробору в середовищі залізоалюмінієвого терміту було використано відкриту форму з піщано-глинистої суміші з циліндричним отвором d=50 мм, h=50 мм.
За результатами досліджень встановлено, що швидкість просування фронту реакції залежить від висоти заряду залізоалюмінієвого терміту та має прямопропорційну лінійну залежність. При зміні висоти заряду терміту від 25 до 50 мм час протікання реакції змінюється від 4 до 8 с. Площа поперечного перерізу заряду не впливає на лінійну швидкість горіння залізоалюмінієвого терміту. Зміна співвідношення площі взаємодії феросплав-терміт в межах 0…0,18 призводить до уповільнення проходження реакції горіння терміту. Час горіння змінюється від 8 до 17 с.
(НТУУ «КПІ», м. Київ)
E-mail: zheka_shymov@mail.ru
Щоб підвищити експлуатаційні властивості чавунів, в них при виробництві додають різні легуючі хімічні елементи. Легування дозволяє поліпшити такі характеристики чавунів:
• Міцність;
• Жаростійкість;
• Жароміцність;
• Крихкість (у бік зменшення).
При легуванні чавуну високотемпературними феросплавами у формі, легуючі елементи не встигають розчинитися, оскільки їх температура плавлення набагато вища ніж у чавуну. Для вирішення цієї проблеми, перегрівати чавун до таких температур не є доцільним. Тому запропоновано використовувати залізоалюмінієву термітну суміш, яка має температуру плавлення 2000…2800 °С. Використання термітних сумішей дає змогу отримати на виході двошаровий виливок з однією поверхнею – легованою, а іншою – не легованою. Що в свою чергу дає змогу об’єднати різні властивості, такі як міцність, жаростійкість і т.д.
Кінетика переходу легувальних елементів із зернистого модифікатора у рідкий чавун при модифікуванні у формі лімітується швидкістю протікання тепло- і масообмінних процесів.
Метою роботи є дослідження кінетики плавлення надтугоплавкого феросплаву у середовищі алюмінієвого терміту. Для досягнення поставленої мети необхідно:
1. Дослідити вплив геометричних розмірів та щільності заряду залізоалюмінієвого терміту на швидкість протікання реакції.
2. Дослідити кінетику протікання реакції у залежності від співвідношення феросплав/терміт, гранулометричного складу феросплаву, співвідношення площі контакту феросплав/терміт.
3. Визначити параметри керування протікання реакції горіння залізоалюмінієвого термітної для плавлення надтугоплавкого феросплаву.
Для проведення досліджень швидкості горіння терміту в залежності від діаметру технологічної проби використовували циліндричну форму з піщано-глинистої суміші. В формі виготовляли циліндричні порожнини висотою 50 мм та діаметром 15, 25, 35, 50 мм. Використовували залізоалюмінієвий терміт складу Fe3O4 – 75%, Al – 25%. Підпалення залізоалюмінієвого терміту здійснювали за допомогою електричної дуги.
Для дослідження кінетики плавлення впливу кількості феробору в середовищі залізоалюмінієвого терміту було використано відкриту форму з піщано-глинистої суміші з циліндричним отвором d=50 мм, h=50 мм.
За результатами досліджень встановлено, що швидкість просування фронту реакції залежить від висоти заряду залізоалюмінієвого терміту та має прямопропорційну лінійну залежність. При зміні висоти заряду терміту від 25 до 50 мм час протікання реакції змінюється від 4 до 8 с. Площа поперечного перерізу заряду не впливає на лінійну швидкість горіння залізоалюмінієвого терміту. Зміна співвідношення площі взаємодії феросплав-терміт в межах 0…0,18 призводить до уповільнення проходження реакції горіння терміту. Час горіння змінюється від 8 до 17 с.
Full Text:
PDF