Структурное состояние, свойства и механизм уменьшения вредного влияния фосфора в доменных природно-легированных чугунах

• Автор: Синявский, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 162 с. : ил.

Содержание
Общая характеристика работы
1. Состояние вопроса (аналитический обзор)
1.1 Краткая классификация чугунбв и их структурного состояния
1.2 Влияние примесей на структурообразование чугунов
1.3 Влияние фосфора на структурообразование железоуглеродистых 16 сплавов
1.4 Влияние фосфора на механические свойства сталей и чугунов
1.5 Влияние фосфора на литейные свойства чугунов
1.6 Влияние фосфора на термостойкость чугунов
1.7 Влияние фосфора на физические свойства чугунов
1.8 Анализ условий работы изложниц и причин их выхода из строя
1.9 Пути повышения качества изложниц и их эксплуатационной 3 8 стойкости
Выводы к главе 1 и определение направлений исследования
2. Материалы и методика исследований
2.1 Материалы исследования
2.2 Исследование микроструктуры
2.3 Определение механических свойств
2.4 Методика оценки ростоустойчивости
2.5 Методика оценки окалиностойкости
2.6 Математические методы обработки данных
3. Влияние рафинирования расплава нейтральным газом на микро- 54 структуру и свойства чугунов
3.1 Сущность процессов, происходящих при продувке металла раз- 54 личными способами
3.2 Конструкции фурм, применяемые для рафинирования металла
3.3 Влияние продувки на микроструктуру и некоторые свойства чу- 61 гунов
3.3.1 Влияние резанансно-пульсирующего рафинирования на микро- 61 структуру чугунов индукционной плавки
3.3.2 Влияние струйно-кавитационного рафинирования на микро- 69 структуру чугунов доменной плавки
3.3.3 Влияние рафинирования на литейные и механические свойства 76 чугунов с различным содержанием фосфора
Выводы к главе
4. Особенности процесса структурообразования фосфористых до- 83 менных чугунов в процессе термоциклирования

4.1 Исходная структура материала изложниц с повышенным содер- 83 жанием фосфора
4.2 Исследование изменений микроструктуры чугунов в процессе 92 термоциклирования
4.3 Результаты исследований окалиностойкости
4.4 Результаты исследований ростоустойчивости
4.5 Исследование механизма влияния легирующих элементов на ста- 100 бильность микроструктуры в исследуемых чугунах
Выводы к главе
5. Промышленные испытания
5.1 Изготовление изложниц
5.2 Условия и методика проведения промышленных испытаний
5.3 Зависимости размыва дна глухо донных изложниц от содержания 138 фосфора
5.4 Исследование закономерностей отношения У/Р на стойкость из- 141 ложниц
Общие выводы
Библиографический список
Приложение

Общая характеристика работы Актуальность постановки вопроса.
Одной из задач, стоящих перед металлургической отраслью является повышение надежности и долговечности ответственных изделий сталеразливочного оборудования, которые работают в сложных условиях эксплуатации.
Повышение надежности и долговечности таких ответственных изделий, какими являются, например, изложницы и поддоны, представляет особый интерес, так как при их эксплуатации, вследствие циклического воздействия высоких температур, агрессивной среды, контактного взаимодействия с жидким металлом они преждевременно выходят из строя и тем самым влияют на качество выплавляемых слитков.
Проблема также заключается и в том, что в настоящие время в связи с ухудшением сырьевой базы страны и выработкой качественных руд с низким содержанием вредных примесей, ставится вопрос о использовании руд в доменной плавке с повышенным содержанием вредных примесей, в частности фосфора, большая склонность которого к ликвации приводит к образованию легкоплавкой фосфидной эвтектики, что ограничивает применение таких чугунов в качестве материала для изложниц.
В связи с этим проблема повышения эксплуатационной стойкости, одного из металлоемких видов продукции, какими являются сталеразливочные изложницы является актуальной задачей.
Анализ причин пониженной стойкости изложниц показывает, что в настоящее время повышение эксплуатационной стойкости может быть достигнуто за счет оптимизации химического состава, совершенствования приемов внепечной обработки и разработки технологии нейтрализации или максимального ослабления вредного влияния фосфора в чугуне термостойких отливок.

ливки металла. Эти трещины образуются после первых наливов на наружной, менее нагретой стороне и обычно проходят через всю толщину стенки. Трещины второго рода возникают постепенно, с внутренней стороны и проходят через всю стенку. Трещины третьего рода (сетка разгара) образуются в результате многократного повторения цикла нагрев-охлаждение. Они имеют различную глубину и ширину в зависимости от свойств чутуна, длительности и условий эксплуатации.
Помимо вышеперечисленных дефектов возможно коробление изложниц, что характерно для изложниц из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом; размыв стенки или дна в результате динамического воздействия струи жидкой стали, в металле при этом образуется углубление; выгар - образование углубления с окисленной поверхностью, образующегося вследствии выкрашивания ячеек сетки разгара, а также срыв рабочего слоя - образование углубления с неокисленной зернистой поверхностью при извлечении из изложницы приварившегося слитка.
Ряд дефектов, которые образуются в процессе эксплуатации, связаны не только с температурными напряжениями, но и с агрессивным воздействием на металл жидкой стали и газов. Это воздействие является решающим, что касается стойкости внутренней поверхности изложниц. Это объясняется интенсивным окислением и ростом чутуна в рабочем слое, вследствие высокой температуры нагрева поверхности. Окисленная поверхность лучше смачивается сталью, увеличивается её адгезия к чугуну, а значит более интенсивно протекают физико - химические процессы на границе контакта слитка с изложницей /39/.
Предлагается /39/ для характеристики дефектов изложниц, образующихся в процессе эксплуатации;пользоваться следующими терминами:
1. сетка разгара - трещины, образующиеся в различных направлениях на поверхности изложниц при многократном её использовании;