Исследование внеосевой ликвационной неоднородности в крупных кузнечных слитках и поковках

Исследование внеосевой ликвационной неоднородности в крупных кузнечных слитках и поковках

Автор: Шелухина, Юлия Михайловна

Шифр специальности: 05.16.02

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2009

Место защиты: Волгоград

Количество страниц: 157 с. ил.

Артикул: 4407302

Автор: Шелухина, Юлия Михайловна

Стоимость: 250 руб.

Исследование внеосевой ликвационной неоднородности в крупных кузнечных слитках и поковках  Исследование внеосевой ликвационной неоднородности в крупных кузнечных слитках и поковках 

Введение
Получение крупногабаритных изделий ответственного назначения сосудов высокого давления, роторов валов турбогенераторов, корпусовреакторов и т. п. связано с изготовлением слитков массой от до 0 тонн.
Особенности кристаллизации таких больших масс металла проявляются в образовании большого количества дефектов при затвердевании. Ряд дефектов, такие как осевая рыхлость и пористость, могут устраняться при определенных операциях ковки. Но есть неустранимые дефекты, наследуемые готовым изделием, как например, внеосевая ликвационная неоднородность. Отрицательное влияние данного вида ликвации на механические свойства продукции проявляется резким снижением ударной вязкости.
На данный момент существует несколько гипотез образования внеосевой ликвационной неоднородности. В основу практически всех положен факт избирательной кристаллизации и скопления ликватов в межосных пространствах и перед фронтом кристаллизации. Различаются они, главным образом, трактовкой ведущего звена процесса формирования внеосевой ликвации.
Внеосевая ликвация металлургический дефект. Она образуется при кристаллизации металла. Соответственно, влиять на ее формирование можно, контролируя и изменяя в нужном направлении процесс кристаллизации.
В этом направлении получили распространение многочисленные технологические приемы, которые, с определенной степенью условности, можно разделить на динамические и статические. В основу динамических методов положен принцип принудительного физического воздействия на жидкую фазу в ходе затвердевания. Это электромагнитное перемешивание, электрогидроимпульсная и виброимпульсная обработки.
Вес эти методы энергоемкие и требуют наличия дорогостоящего высокотехнологичного оборудования, высококвалифицированных специалистов узкой спецификации, что повышает себестоимость готовой продукции. Кроме того, для этих методов существуют разного рода технологические ограничения по массе и габаритам обрабатываемых слитков. Статические методы направлены на оптимизацию условий затвердевания за счет рационального режима охлаждения. Эффективным и недорогим способом является ввод инокуляторов при помощи искусственного дробления струи металла при отливке в вакууме. Таким образом в расплав попадают твердые частицы, имеющие одинаковую природу с металлом слитка без ввода инородных примесей и способствующие ускорению процессов кристаллизации при затвердевании слитка.
Работы Жульева С.И., Зюбана и Титова К.Е. показали возможности технологии разливки стали в, вакууме с управляемым распылением части струи расплава и обеспечением условий затвердевания стальных капель в полете.
Введение


Вследствие избирательной кристаллизации происходит постепенное перераспределение легкоплавких и подвижных элементов серы, фосфора и углерода, которые оттесняются продвигающимся фронтом кристаллов. В результате этого процесса в жидком пограничном слое накапливается обогащенный примесями подслой, из которого и формируются шнуры внеосевойили А образной ликвации. Шнуры это составляющие внеосевой ликвационной неоднородности в крупных слитках массой от Ют. В то же время известно, что этот вид неоднородности чрезвычайно развит в крупных ,2 и более тонн слитках, в которых шнуры внеосевой ликвации достигают трех и более метров в длину и мм в диаметре. При чрезмерном развитии внеосевой ликвации возможно преждевременное разрушение ответственных изделий тяжелого машиностроения и судостроения, на изготовление которых используются крупногабаритные литые заготовки. Это крупные длиной до метров судовые валы, корпусные изделия и обечайки диаметром до 5 метров и др. Так на рисунке 1. Рисунок 1. При вырезке образцов для остаточных испытаний готовых изделий в поперечных образцах при попадании зоны шнура в испытуемую область часто наблюдаются провалы величин механических свойств ударной вязкости а, КСи, КСУ, КСТ, статической и циклической трещиностойкости. Отклонения механических свойств, в данном случае, обусловлено интенсивным развитием шнуров внеосевой ликвации . Б настоящее время существует много гипотез, объясняющих причины образования и развития шнуров. Гипотезы обычно обоснованы результатами промышленных или лабораторных экспериментов, объясняют отдельные особенности проявления неоднородности и на этом основании трактуют механизм е образования. В основу практически всех гипотез положен факт избирательной кристаллизации и скопления ликватов в межосньтх пространствах и перед фронтом кристаллизации. Различаются они, главным образом, трактовкой ведущего звена процесса формирования шнуров Имеются газопузырьковая гипотеза. Н.И. Тагеева В. М.и Смирнова Ю. Д. Гуляев Б. Б. считает, что формирование шнуров основано на всплывании примесей за счет меньшей плотности ликватов. Гипотеза Дуба основана на способности ликватов растворять дендритную структуру. Зборовский и Рабинович Е. И. предполагают, что обособление ликватов. Непосредственными опытами Тагеева В. М. и Смирнова. Ю. Д. В шнурах наблюдаются перемещения жидкого металла, направленные сверху вниз с некоторым уклоном по наклону шнура к периферии слитка. На. Данный механизм заключается в следующем. Затвердевание слитков происходит последовательно, распространяясь, от периферии к осевым объемам. При этом на всех этапах затвердевания имеется зона полностью затвердевшего металла наружная, зона полностью жидкого металла осевая и двухфазная промежуточная. Процесс кристаллизации,, происходящий в двухфазной зоне, сопровождается уменьшением объема, который компенсируется поступлением жидкого металла из осевых, объемов слитка. В случае широко разветвленной двухфазной зоны питание глубинных ее участков вблизи температуры солидуса затрудняется. Компенсация усадки в этих участках происходит в результате стекания обогащенной жидкости из соседних вышележащих междуосных. Место освобождающееся в результате стекания любой порции жидкости,, заполняется жидкостьюиз вышележащих участков. Начавшийся в какомлибо месте процесс стекания может вызвать непрерывную цепь таких последовательных перемещений обогащенной жидкости. Движение жидкости в процессе кристаллизации приводит к резкому перераспределению примесей в данном объеме диффузия атомов многократно усиливается изза конвекции, в результате чего возникает значительное обогащение примесями объемов металла, затвердевающих последними, и обеднение прилегающих участков. Различная интенсивность развития внеосевой ликвационной неоднородности изменение от скоплений примесей в виде множества прожилок,, занимающих конусообразную область в теле слитка, до локализации в виде чередующихся шнуров определяемая главным образом скоростью кристаллизации стали, представляет собой различные стадии этого диффузионноусадочного процесса.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.252, запросов: 232