Розмір шрифту:
ЗАСОБИ ВПЛИВУ НА ПРОЦЕС МОДИФІКУВАННЯ ЧАВУННИХ РОЗПЛАВІВ У ПЕРЕДКРИСТАЛІЗАЦІЙНОМУ ПЕРІОДІ
Остання редакція: 2022-06-09
Тези доповіді
Cвітовий об’єм випуску виливків із високоміцного чавуну більш ніж в 2,3 рази перевищує випуск сталевих виливків, а в більшості промислово розвинених країн перевищує випуск виливків з сірого чавуну, що є, свого роду, індексом випуску сучасної високотехнологічної промислової продукції в конкретній країні.
Високоміцний чавун з кулястим графітом має широкі можливості застосування у сучасних конструкціях та обладнанні. Постійно зростаючі вимоги до матеріалів для створення сучасної техніки формують потребу в розробці нових марок та стандартів високоміцного чавуну заданого функціонального призначення, що сприятиме поширенню їх застосування в різних галузях промисловості України.
Модифікування в передкристалізаційному періоді надає сучасному ливарному виробництву нові можливості для одержання виробів з оптимальними показниками міцності і пластичності та створення виробництва високоякісних тонкостінних виливків з високоміцного чавуну.
Мінімізація проміжку часу між обробленням і твердінням високовуглецевого розплаву, а також підвищення швидкості зняття перегрівання і тепловідводу розплаву при кристалізації в рази інтенсифікує утворення сферокристалів графіту, прискорює формування подрібненої евтектики "кулястий графіт – аустеніт", запобігає метастабільному механізму кристалізації з утворенням небажаної цементитної фази, що супроводжується розвитком ліквації і утворенням усадкової поруватості.
Досліджували вплив фракційного складу феросиліцій-магнієвої лігатури ФСМг6 при однаковій мірі заповнення об’єму реактора і постійній витраті (1% від маси розплаву на форму) на розподіл масової частки магнію у виливках. Встановлено, що застосування відцентрових реакторів дозволяє використовувати, в порівнянні з типовою фракцією 1…10 мм, менш трудозатратні полідисперсні фракції лігатури 1…15 мм і 1…20 мм. В цьому випадку велика площа поверхні контакту зерен модифікатора поєднується зі значною глибиною проникнення розплаву в модифікатор. За таких умов в реакторі формується рухоме рідко-тверде середовище з максимально розвиненою величиною поверхні міжфазної взаємодії, що забезпечує розчинення феросиліцій-магнієвої лігатури в прискореному режимі і підвищує ступінь переходу магнію з лігатури в метал виливків до 80…90%. Тимчасовий опір під час розривання знаходиться на рівні ~650 МПа, відносне подовження ~10 %.
Визначені основні засоби управління процесом модифікування чавуну в передкристалізаційному періоді:
– введення в розплав диспергованого графіту сприяє збільшенню кількості активних центрів кристалізації кулястого графіту і усуває варіант кристалізації з утворенням метастабільної цементитної фази;
– ефективне модифікування в протоковому реакторі ливникової системи;
– використання базового чавуну з масовою часткою сірки 0,010…0,015% та температурою 1400…1420 °С, що заливають зі швидкістю 1,0…1,5 кг/с.
Розроблені технологічні параметри забезпечують підвищення ефективності модифікування у напрямі оптимізації структуроутворення і підвищення властивостей литих виробів з високоміцного чавуну.
Високоміцний чавун з кулястим графітом має широкі можливості застосування у сучасних конструкціях та обладнанні. Постійно зростаючі вимоги до матеріалів для створення сучасної техніки формують потребу в розробці нових марок та стандартів високоміцного чавуну заданого функціонального призначення, що сприятиме поширенню їх застосування в різних галузях промисловості України.
Модифікування в передкристалізаційному періоді надає сучасному ливарному виробництву нові можливості для одержання виробів з оптимальними показниками міцності і пластичності та створення виробництва високоякісних тонкостінних виливків з високоміцного чавуну.
Мінімізація проміжку часу між обробленням і твердінням високовуглецевого розплаву, а також підвищення швидкості зняття перегрівання і тепловідводу розплаву при кристалізації в рази інтенсифікує утворення сферокристалів графіту, прискорює формування подрібненої евтектики "кулястий графіт – аустеніт", запобігає метастабільному механізму кристалізації з утворенням небажаної цементитної фази, що супроводжується розвитком ліквації і утворенням усадкової поруватості.
Досліджували вплив фракційного складу феросиліцій-магнієвої лігатури ФСМг6 при однаковій мірі заповнення об’єму реактора і постійній витраті (1% від маси розплаву на форму) на розподіл масової частки магнію у виливках. Встановлено, що застосування відцентрових реакторів дозволяє використовувати, в порівнянні з типовою фракцією 1…10 мм, менш трудозатратні полідисперсні фракції лігатури 1…15 мм і 1…20 мм. В цьому випадку велика площа поверхні контакту зерен модифікатора поєднується зі значною глибиною проникнення розплаву в модифікатор. За таких умов в реакторі формується рухоме рідко-тверде середовище з максимально розвиненою величиною поверхні міжфазної взаємодії, що забезпечує розчинення феросиліцій-магнієвої лігатури в прискореному режимі і підвищує ступінь переходу магнію з лігатури в метал виливків до 80…90%. Тимчасовий опір під час розривання знаходиться на рівні ~650 МПа, відносне подовження ~10 %.
Визначені основні засоби управління процесом модифікування чавуну в передкристалізаційному періоді:
– введення в розплав диспергованого графіту сприяє збільшенню кількості активних центрів кристалізації кулястого графіту і усуває варіант кристалізації з утворенням метастабільної цементитної фази;
– ефективне модифікування в протоковому реакторі ливникової системи;
– використання базового чавуну з масовою часткою сірки 0,010…0,015% та температурою 1400…1420 °С, що заливають зі швидкістю 1,0…1,5 кг/с.
Розроблені технологічні параметри забезпечують підвищення ефективності модифікування у напрямі оптимізації структуроутворення і підвищення властивостей литих виробів з високоміцного чавуну.
Full Text:
PDF