Вы здесь

Ливарні жаростійкі сталі для виробів, що працюють в агресивних середовищах при температурах до 1250°С

Автор: 
Ямшинський Михайло Михайлович
Тип работы: 
Дис. канд. наук
Год: 
2005
Артикул:
3405U003463
99 грн
(320 руб)
Добавить в корзину

Содержимое

РОЗДІЛ 2 МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕННЯ

2.1 Матеріали, які використовували для виплавлення жаростійких сталей

Виплавлення досліджуваних сталей здійснювали в індукційних і дугових печах методом переплавлення.
Для виплавлення хромоалюмінієвих сталей використовували недефіцитні шихтові матеріали та феросплави, табл. 2.1.
Таблиця 2.1
Шихтові матеріали для плавлення жаростійких сталей
МатеріалМаркаГОСТ ПриміткиЗворот
власного
виробництва--Перед використанням зворот очищували від пригаруБрухт
сталевий
нелегованийА1, А22787 - 75Кращим варіантом є використання сталевого брухту з вмістом вуглецю менше 0,3%Брухт
сталевий
легованийБ1, Б2ФерохромФХ015,
ФХ0254757 - 91Використовували ферохром і з меншим вмістом вуглецю (ФХ010)ФеротитанФТи25 ФТи354761 - 91Феротитан перед використовуванням подрібнювали на куски розмірами 10...25 мм під час плавлення в індукційних печах та 40...60 мм - під час плавлення у дугових печахАлюмінійАВ88,
АВ92295 - 91Алюміній використовували у вигляді злитків масою до 200 г або чушокФероцерій-ЦМТУ
05 - 20 - 67Вмістить 50% РЗМ, вводили під струмінь металу Розраховування шихти здійснювали за хромом, алюмінієм, вуглецем та титаном.
При розраховуванні шихти враховували угар елементів, який визначали експериментально при виплавленні жаростійких сталей (табл.2.2).
Використання звороту власного виробництва при виплавленні жаростійких сталей суттєво знижує собівартість розплаву і підвищує технологічні та експлуатаційні властивості металу. Враховували, що при використанні звороту власного виробництва алюміній, титан та рідкоземельні метали, які входять до його складу, повністю вигоряють у процесі розплавлення шихти.
Таблиця 2.2
Угар елементів при виплавленні жаростійких сталей
ЕлементУгар елементів, % індукційна пічдугова піч футеровка
основнафутеровка
кислафутеровка
основнафутеровка
кислаХром3...88...128...1010...12Марганець10...1515...2020...5020...30Кремній15...20пригар 20...3040...60абсолютний пригар
0,5...1,0Титан25...3550...6035...5060...80Алюміній40...5025...3050...6025...35
При виплавленні сталі у дугових печах шихтові матеріали підбирали таким чином, щоб вміст вуглецю у металозавалці був на 0,10...0,15% меншим, ніж передбачено хімічним складом сталі; марганцю - не більше 0,8%; кремнію - не більш 0,6%.
При виплавленні сталей в індукційних печах вміст вуглецю в металозавалці обмежували на рівні вимогового для заданого складу сталі. Для прискорення процесу плавлення розміри кусків шихти підбирали з урахуванням місткості тигля та частоти струму, яким живиться піч. Оскільки частота струму дорівнювала 2500 Гц, то мінімальний розмір кусків шихти знаходився у межах 35...45 мм [71].
Такий підбір шихти суттєво прискорює процеси плавлення і подовшує тривалість експлуатації футеровки печей.

2.2 Проведення експериментальних плавок

Виплавлення експериментальних сплавів здійснювали в індукційній печі ІСТ-0,06 з місткістю тигля 60 кг. Футеровка тигля печі - основна (70% хромомагнезиту та 30% магнезиту). Як зв'язувальний компонент використовували рідке натрієве скло (М = 2,3...2,4; ?=1,2...1,3 г/см3) у кількості 4% від маси наповнювача. Виготовлення тигля здійснювали ущільненням вологої суміші з використанням металевого шаблона.
Під час виплавлення досліджуваних сталей спочатку виплавляли хромисту сталь з різним вмістом хрому, потім до неї додавали елемент, вплив якого вивчали. Присадку феротитану здійснювали у тигель після глибокого розкислення сталі феромарганцем, феросиліцієм та алюмінієм та досягнення металом температури 1600...1620°С. Максимальний розмір кусків феротитану не перебільшував 30 мм. Через 2...3 хвилини після розчинення феротитану здійснювали присадку алюмінію у вигляді злитків масою від 100 до 200 г, які попередньо відливали у виливницях.
Для зменшення угару легувальних елементів під час плавлення та доведення металу дзеркало останнього покривали плавиковим шпатом.
Присадку розрахованої кількості фероцерію здійснювали на штанзі в металевій фользі в струмінь металу під час випускання його із печі з наступним
перемішуванням металу у ковші металевим прутком.
Температуру металу перед введенням легувальних елементів та випусканням розплаву із печі контролювали вольфрам - ренієвою термопарою занурення ВР 5/20 з кварцовим наконечником та приладом ЭПП-09-3М.
Випускання металу із печі здійснювали одразу після присадки алюмінію. Виплавлення жаростійких хромоалюмінієвих сталей у виробничих умовах (ливарний цех СО "Електроремонт" енергетичної системи "Донбасенерго") здійснювали згідно вимог розробленої нами і затвердженої на заводі технологічної інструкції.
2.3 Визначення ливарних властивостей
2.3.1 Рідкотекучість
Деякі автори [72, 73] розглядають рідкотекучість не як здатність сплаву текти під дією сили тяжіння в умовах теплообміну з формою, температура якої нижча температури сплаву, а як здатність металів та сплавів заповнювати порожнину ливарної форми, відтворюючи усі її обриси, та підживлювати виливок під час кристалізації [74].
Відомо [64, 75, 76], що рідкотекучість залежить від теплових факторів форми та фізичних властивостей сплавів. Теплові фактори дуже впливають на рідкотекучість сплавів, що підтверджено практикою ливарного виробництва.
Для визначення рідкотекучості сплавів існує декілька видів проб (прямі та циліндричні бруски різного перерізу, голчаста та комплексна проба з U - подібним каналом [77] тощо). Але кожна проба має ряд недоліків, які не дозволяють вивчити достовірно поведінку рідкого металу під час заповнення ним форми.
На думку більшості дослідників [64, 78-81] спіраль Кері залишається найкращою пробою для дослідних робіт при вивченні рідкотекучості мет